إن الإدارة الفعالة لزيوت الوقود هي حجر الزاوية لعمليات التسخين المأمون والكفؤ والمتوافق مع البيئة في المصافي والنباتات البتروكيميائية وتوليد الطاقة الصناعية، ويمكن أن تؤدي معالجة الوقود بطريقة سليمة أو تدهوره إلى الإحراق، والحرق غير الكامل، وزيادة الانبعاثات، والإغلاق المكلّف، وهذا الدليل الشامل يعرض أفضل الممارسات القابلة للتنفيذ التي تشمل تحديد خصائص الوقود، والتخزين، والمناولة، وتوفير التدريب على الحد الأمثل في مجال الصيانة،

فهم خصائص النفط في الوقود

وزيت الوقود ليس سلعة موحدة؛ وتختلف خصائصه المادية والكيميائية اختلافا كبيرا حسب الرتبة والمصدر والنزف، وأكثر الدرجات شيوعا المستخدمة في أجهزة التسخين المطلقة هي رقم 2 (اللوقود)، ورقم 6 (الافتراضي)، وخلائط وسيطة مثل رقم 4 ورقم 5، وتشمل الخصائص الرئيسية التي تؤثر على المناولة والاحتراق الحساسية، وخطورة محددة، ومضاها الحرقة.

التأشيرة وتأثيرها على التوحيد

ويحد التكتل من سهولة ضخ الوقود، أو التدفئة، أو الذرة، أما بالنسبة للأجهزة التي تشعل حروقاً مطاطية، فإن الارتداد الموصى به في الأزهار المتجهة إلى الذرة يراوح عادة بين 10 و30 سنتيمتر (جست) ويزيد من درجة الحرارة المتلازمة للغاز في الاختناق بدرجة عالية ويجب أن يُعدل من حيث الحجم إلى 120 درجة مئوية.

Sulfur Content and Environmental Compliance

ويؤثر محتوى الإكبريت تأثيرا مباشرا على تكوين ثاني أكسيد الكبريت، وبدرجة أقل، ثلاثي الكبريت (SO3)، الذي يمكن أن يسبب تآكلاً منخفضاً في الحرارة ويسهم في قضايا نقطة الأوعية الحمضية، ويحد العديد من الولايات القضائية الآن من مستويات كبريت الوقود البحري والصناعي بموجب أنظمة مثل المنظمة الدولية للأرصاد الجوية لعام 2020 أو تصاريح نوعية الهواء المحلية.

نقاط الاشتباك ومسألة السلامة

أما النقطة الأولى من زيت الوقود التي تزيد على ٦٠ درجة مئوية بالنسبة للنفط رقم ٢، وما فوق ٦٦ درجة مئوية بالنسبة للرقم ٦، فتحدد درجة الحرارة الآمنة للتخزين والنقل، ولا ينبغي أن تسخن الوقود فوق ١٥ درجة مئوية تحت نقطة الوجوه خلال العمليات العادية لتجنب تشكيل مناخ مشتعل في الصهاريج أو الرصيف، وينبغي أن يكون اختبار نقاط الانطلاق جزءا من كل قبول في تسليم الوقود.

إجراءات التخزين والمعالجة

فالتخزين والمناولة السليمين يحولان دون حدوث جرعات في المياه، وتراكم الرواسب، والأكسدة، والتلوث البيولوجي الذي يتدهور نوعية الوقود، بل إن كمية صغيرة من المياه أو الحمأة يمكن أن تسبب عدم استقرار محترق، أو شعلة، أو تآكل في مضخات الوقود والألمات، كما أن أفضل الممارسات في جميع سلاسل الإمداد بالوقود - من شاحنات التسليم إلى دبابات النهار - هي من الأمور الحاسمة.

تصميم الدبابات وصيانتها

وينبغي بناء خزانات تخزين زيت الوقود من فولاذ كربون مشبع بالفلور أو فولاذ لا لزوم له لمقاومة التآكل، وتُوصى بأن تكون الصهاريج ذات منحدر دنيا قدره 1:12 على مستوى الترويج لتصريف المياه والرواسب في قاع البحار، وتُوصى بأجهزة التغليف الداخلية مثل أجهزة التكسين أو الرواسب الهوائية لبق الوقود التي قد تكون حموضة عالية.

  • Hating coils or heat trace for heavy fuel oils to maintain pumpable temperatures. Steam or hot oil circulation is preferred because electric heaters pose a risk of local overheating and coking.
  • ]Mixing or recirculation systems] to keep fuel homogeneous and prevent stratification of heavy components. slow-speed paddle mixers or recirculation cycles with a minimum velocity of 1.5 m/s help prevent sediment settling.
  • المياه وتصريفات الحوض في أدنى نقطة، والفحص اليدوي اليومي لتراكم المياه أمر أساسي، حيث يمكن للماء أن يدخل من خلال التكثيف أو تسرب السقف أو الختم المسبب للخطأ.
  • Lightning protection and bonding] to prevent static sparks during filling or mixing. A bonding cable should connect tank and truck during all fuel transfers.

- قاعات وأسطح خزانات التفتيش سنويا باستخدام قياسات سمك الموجات فوق الصوتية، إزالة الحط من قاع كل سنتين إلى ثلاث سنوات أو عندما يتجاوز محتوى المياه باستمرار 1 في المائة بالحجم، ويجب التخلص من الحمأة والمياه وفقا للوائح المحلية للنفايات الخطرة.

استقبال الوقود ومراقبة الجودة

قبل قبول تسليم الوقود، ينبغي للمشغل أن يستعرض شهادة التحليل التي قدمها المورد من أجل الامتثال للمواصفات المتعلقة بالارتفاع بالكثافة والكثافة والكرميل والرواسب، وينبغي في المسار أن تُرسم عينة من أدوات اختبار الحرق المغلق لتجنب التلوث، وأن يُجرى فحص سريع للجودة داخل المخزن: اختبار لمحتوى الفرن عند درجة ال ٥٠/١٪

مراقبة التمثيل أثناء التخزين والنقل

إن الحفاظ على درجة الحرارة الصحيحة للوقود أمر أساسي لمنع تسرب الشمع في التشريح والاحتفاظ بالوقود المتبقي القابل للضخ، كما أن درجات الحرارة في التخزين النموذجية تتراوح بين 50 و70 درجة مئوية بالنسبة للزيوت رقم 6 والماء بالنسبة للزيت رقم 2، كما أن حلقات التدوير في خزانات اليوم ينبغي أن تحافظ على الوقود عند درجة الحرارة المرغوبة في خط الحرق، وتتسبب في تداول جميع خطوط الوقود مع الحرارة الباردة أو الحرارة الكهربائية حسب الحاجة.

نظم الرصد والمراقبة

ويوفر الرصد المستمر البيانات اللازمة للحفاظ على الاحتراق المستقر، والحد من نفايات الوقود، واكتشاف تدهور المعدات في وقت مبكر، ويمكن لنظم التحكم الحديثة الموزعة أن تدمج أجهزة قياس تدفق الوقود، وأجهزة قياس الارتفاع، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، وأجهزة نقل الضغط، ومحللات الأكسجين/الكوموزون من أجل تحقيق الاستخدام الأمثل في المواقع المغلقة.

تدفق الوقود وقياس الاستهلاك

ويفضل قياسات التدفق الجماعي في كوريوليس على المترات الاضطراباتية أو الأوجية للتشريد بالنسبة لزيوت الوقود الثقيل لأنها لا تتأثر بتغيرات في النسيج ويمكنها أيضا قياس الكثافة، إذ أن قياسات التدفق بعد ما قبل التسخين قبل أن يشعل الشعلة، وبالنسبة لمحركات الحرق المتعددة، فإن قياس التدفق الفردي على كل شريحة من المحرقات يمكن أن يكشف عن الاختلالات.

Combustion Air and Flue Gas Analysis

(أ) إن التحلل التراكمي (O2) وثاني أكسيد الكربون في قناة غاز المداخن يقدمان أيضاً تعليقات مباشرة على نوعية الاحتراق، أما بالنسبة لأجهزة الحرق العاملة في إطار مشروعات طبيعية، فتحافظ على نسبة الدخان بين 2 و4 في المائة بالحجم على أساس جاف؛ أما بالنسبة للأجهزة الحرقية التي تعمل على الحرق القسري، فتمثل هذه الزيادة في قياس الاكسجين أكثر من 5 في المائة فتدل على عدم الكفاءة والحرار.

الكشف عن المعلومات عن الحرائق وإدارة المحترقات

أما أجهزة المسح الضوئي للشعلة التي تستخدم بالأشعة فوق البنفسجية أو أجهزة المسح بالأشعة تحت الحمراء فتتيح إشارة إلى نظام إدارة المحرقة لتأكيد وجود لهيب ثابت، أما بالنسبة لشعلات الوقود السائل، فإن أجهزة المسح الضوئي للأشعة فوق البنفسجية أكثر حساسية من التردد IR لأن حرائق الزيت تولد إشعاعا عاليا في نطاق يتراوح بين 200 و300 نانوغرام، مما يجعل المسح الضوئي للأشعة فوق البنفسية تمييزا متعمدا بين فترة اللهب وثانيتين.

التكتل الأمثل لزيت الوقود

إن تحقيق الاحتراق شبه المائي مع الحفاظ على الانبعاثات المنخفضة والنقل الحرفي المرتفع هو الهدف الرئيسي لإدارة زيت الوقود، ويشمل الاستخدام الأمثل التحكم في نسبة الوقود الجوي، وتشكيلة المحروقات، والتسخين المسبق للوقود، والاستخدام الكيميائي المضاف.

نسبة الهواء إلى الفوئيل

ويصل الاحتياج إلى الهواء الفوقي المشبع بالفلور من أجل الزيت العادي للوقود إلى نحو 14-15 كغم من الهواء لكل وقود الكغم، وفي الممارسة العملية، يستخدم المشغلون الهواء الزائد بنسبة تتراوح بين 10 و20 في المائة لضمان الخلط الكامل، ويتوقف المستوى الجوي الأقصى على درجة وفرة الوقود، ونوع الترميز، وأجهزة التسخين، وتصميم المحرقة.

  1. وضع معدل تدفق الوقود إلى الحمولة التشغيلية المنشودة.
  2. عدل المروحة المُجبرة على النزول أو الرطوبة الساكنة لتحقيق الهدف O2 بينما رصد ثاني أكسيد الكربون.
  3. ويصبح كل سجل جوي ومدفعي نفطي في متناول الحسنة إذا أمكن إجراء تعديل يدوي فردي.
  4. Record O2, CO, flue gas temperature, and steam or process outlet temperature at each load condition.
  5. إنشاء منحنى للوقود إلى الهواء وحمله إلى العاصمة من أجل السيطرة التلقائية.

إعادة التشغيل متى تغيرت في قياسات الوقود أو تركيبه، بعد صيانة المحرقة، أو بعد حدوث تسخين كبير في الحرارة، واستخدام مخططات مراقبة العمليات الإحصائية لرصد ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون على مر الزمن - يشير التحول بنسبة 0.5 في المائة من اليورانيوم إلى الحاجة إلى ضبط.

تحقيق التوحيد الكامل

إن التطهير الغرامي أمر حاسم بالنسبة للمحرقين الذين يشعلون النفط لأن حجم السقوط يملي المنطقة السطحية للتبخير والخلط، فالأدوية التي تُستخدم بمساعدة الشعاع شائعة في المدفأة لأن البخار يوفر انفصالا سريعا ويقلل أيضا من تكوين الثمرة عن طريق خفض درجة حرارة اللهب.

  • استخدم البخار الجاف المشبعة في البار 7-10 بار (ز) و15 درجة مئوية على الأقل في التلقاح لتجنب التكدس.
  • الحفاظ على نسبة الكتلة البخارية إلى الوقود 0.1:1 إلى 0.3:1 بالنسبة للوقود المتبقّي المعتاد.
  • زيادة تدفق البخار إذا كان ارتفاع مستوى وقود الوقود أعلى من التصميم أو إذا ظهر الدخان.

أما بالنسبة للأعراف الميكانيكية (الطائرة المضغية)، فتحافظ على ضغط الوقود في الحانات من 10 إلى 20، وتغير معلومة الأوزر كل 3 إلى 6 أشهر لأن التحات يزيد من قطرات الأورام ويخفض من درجة الذرة، ويستصوب توزيع كميات القطر باستخدام محلليات الليزر لنشرة، بصورة دورية - أي قطرات حديدية من السوتر دون 60 ميكرونز بالنسبة لمعظم المسخنات.

الإضافة

ويمكن أن تساعد المواد الكيميائية المضافة في معالجة مشاكل محددة في الوقود:

  • Sludge dispersants and stabilizationrs] (مثلاً، البوليسوبيوتيلين السكينيميد) reduce sediment buildup in tanks and lines.
  • Vanadium and sodium inhibitors (أكسيد النسيج، أكسيد الكالسيوم) رفع نقطة الانصهار من خماسي الفانديوم، مما يقلل من التآكل العالي التمرين على أنبوب التسخين السطحي.
  • Cetane improvers] (للوقود المبتذل) يقلل من تأخير الإشعال ويتيح احتراق الجلد.
  • Compbustion incentives] (مثلاً، الأسمدة، مركبات المنغنيز) تعجل بتأكسد الكربون، وتخفض السواد وتسمح بتدفئة أقل من الهواء الزائد.

غير أن الإضافات ليست بديلاً عن الصيانة السليمة أو نوعية الوقود، إذ تختبرها في محاكمة صغيرة خاضعة للرقابة قبل الاستخدام الكامل، وترصد آثارها على مناولة الرماد والانبعاثات وحالة تكريرها.

ممارسات الصيانة والسلامة

فالتفتيش المنتظم والصيانة الوقائية تمنع الإخفاقات التي يمكن أن تسبب حرائق أو انفجارات أو إغلاقات غير مخططة، ويجب أن تُضمَّن الأمان في كل مهمة تتعلق بنقل الوقود وتخزينه وحرقه.

التفتيش اليومي والأسبوعي

وينبغي للمشغلين أن يفحصوا بصريا كل مناوبة على النحو التالي:

  • خطوط الوقود للتسرب، أو الإهتزازات، أو علامات التآكل في الذباب والوصلات المرتدة.
  • سطح المبردات لبقايا السوت أو النفط؛ التحقق من عملية فخ البخار على خطوط التعقب.
  • فقاعدة مظهر اللهب المحترقة الزرقاء التي تحتوي على بقشيش برتقالي هي نموذجية للاحتراق الجيد؛ فالهلع الكسول أو البرتقالي أو الشعلة المدخنة يشير إلى ضعف الذرة أو الوقود الزائد.
  • فلو غاز كومة من الدخان الظاهر أو السباكات البخارية؛ يشير البخار الشاذ إلى الماء في الوقود أو التسرب.

إجراء اختبار تسرب على جميع صمامات الوقود باستخدام حل صابون أو كاشف فوق الصوتيات، فحص الصمامات و الصمامات المزدوجة و المكعبة لضبط الجلوس، صندوق ريح أنظف وسجلات هواء لإزالة التراب المتراكم وضباب النفط.

نظم وإجراءات السلامة

ويجب أن يتضمن كل نظام مناولة النفط الوقود هذه السمات المتعلقة بالسلامة:

  • Emergency shut-off (ESD)] valves on main fuel lines, interlocked with fire detection and manual pushbuttons in multiple locations.
  • Fire suppress] using foam or dry chemical for pool fires in the fuel storage area; carbon dioxide or water mist for burner areas.
  • ] تقريب وربط ] بجميع معدات النقل، مع مقاومة تقل عن 10 أوم إلى الأرض، واستخدام حوائط مُسلّمة للوصلات المرنة.
  • Inert gas purging] for the heater enclosure (if used) before lighting off burners.
  • Personal protective equipment (PPE): يجب على المشغلين ارتداء ملابس مقاومة للهب، ودروع للوجه، وقفازات معزولة عند معالجة الوقود الساخن أو قرب واجهة الحروق.

وينبغي اختبار جميع نظم السلامة شهريا وبعد أي تعديل، وإجراء تقييم لمخاطر الحريق والتفجيرات لكل من الرابطة الوطنية للتضامن الوطني رقم 85 أو الرموز المحلية قبل أي تغيير في نوع الوقود أو تشكيلة المحروقات.

صيانة جمعيات المحرقة

وتضاءل معالم الحرق، والموزعات، والممرات الهوائية بمرور الوقت، ويجب تفتيشها سنويا، واستبدال الأجزاء الدودية بمكونات OEM، والاحتفاظ بسجل لاستبدال عنصر المحرقة، وتعديل نسبة الهواء إلى الوقود بعد أي تغيير في النواة، وثبات حروق الشيك لكسر أو تشويه الأعضاء؛ وتحول البلاط المدمر شكل اللهب، مما يزيد من خطر تسرب الأنابيب الصلبة.

التدريب والتوثيق

إن الخطأ البشري سبب رئيسي للحوادث في مناولة الوقود، ولا غنى عن قوة عاملة مدربة تدريبا جيدا وتتفهم الأصول الأساسية لممتلكات النفط، ومبادئ الاحتراق، والاستجابة في حالات الطوارئ.

برنامج التدريب الهيكلي

وينبغي أن يشمل التدريب ما يلي:

  • كيميائيات زيت الوقود وكيفية قراءة شهادات التحليل.
  • إجراءات التشغيل للبدء، والتنقية، ووقف التسخينات بزيت الوقود.
  • :: كيفية تعديل سجلات الهواء، والضغط على الذرة، ودرجة حرارة النفط الوقود.
  • المشاكل المشتركة: ارتفاع ثاني أكسيد الكربون، والدخان المرئي، وعدم استقرار اللهب، وتسرب النفط.
  • استخدام أجهزة إطفاء الحريق ونظم الرغاوي وإجراءات الإغلاق

توفير التدريب العملي في محفز أو على محرقة للتدريب الاحتياطي، والتدريب السنوي لتجديد المعلومات إلزامي، ودورات التدريب على السجلات والاختبارات لكل عامل.

الوثائق والتحسين المستمر

الاحتفاظ بسجلات شاملة لما يلي:

  • وتوريد زيوت الوقود: المورّد، المجلد، وكالة الفضاء الأوروبية، نتائج الاختبارات الداخلية، التاريخ المتلقّى والاستهلاك.
  • بيانات جودة الوقود مع مرور الوقت: الحساسية والكثافة والكبريت والماء ونقطة الوميض ومحتوى الرواسب.
  • سجلات الصيانة: تنظيف الخزانات، استبدال عنصر المحترق، معايرة الأجهزة، تغيرات في المرشات.
  • سجلات النوبات المشغلة: البارامترات المحترقة (درجة حرارة الغاز المفلطح، تدفق الوقود)، ملاحظات اللهب، الشذوذ.
  • Incident reports: any fuel leak, flameout, high CO alarm, or near Miss.

تحليل هذه البيانات فصلياً لتحديد الاتجاهات - أي زيادة تدريجية في نقطة الأوعية الفوقية يمكن أن تشير إلى حدوث ارتباك في المسار الجوي، واستخدام تحليل الأسباب الجذرية لأي حدث رئيسي وتنفيذ إجراءات تصحيحية. ونشر نشرات أفضل الممارسات لتبادل الدروس المستفادة عبر الموقع أو الأسطول.

الامتثال التنظيمي والمنظور البيئي

ويخضع استخدام زيت الوقود في أجهزة التسخين المطلق لقائمة متزايدة من الأنظمة البيئية، بما في ذلك حدود الانبعاثات بالنسبة للثعابين، والجسيمات، وغازات الدفيئة، والامتثال ليس اختياريا؛ ويتطلب حفظ السجلات عن كثب، واختبارات الوجبات الخفيفة الدورية، وأحيانا استخدام نوعية الوقود أو الضوابط المضافة.

رصد الانبعاثات وتحقيق الاستخدام الأمثل

ويجب أن تبلغ معظم المرافق عن الانبعاثات سنوياً، حيث يتم تركيب نظم رصد الانبعاثات المستمرة على مسخ أكبر، كما أن النظام المركزي لرصد الانبعاثات وفقاً لطرق وكالة حماية البيئة 3 ألف و7 هاء (أو المعادلات المحلية) كل ثلاثة أشهر، والحفاظ على هامش تشغيلي بحيث لا تسبب التباين اليومي تجاوزاً، فعلى سبيل المثال، إذا كان الحد الأقصى للثديين هو 100 جزء من المليون في 3 في المائة من العمر، يحدد هدف DCS بالنسبة لـ 80 جزء من المليون يوفر هامشاً متزامناً.

الامتثال لسلع الوقود

(أ) التحقق من الأنظمة المحلية؛ وتحتاج العديد من الولايات القضائية إلى استخدام زيت الوقود المنخفض الكبريت (0.5 في المائة من النفط أو حتى 0.1 في المائة من الوقود السولفي العالي والضعيف) وإذا كان يجب أن تتحول إلى استخدام إجراءات انتقالية مكتوبة تُسدِّد التغييرات الإضافية المحتملة، وتسويات المحروقات، ومخاطر التآكل.

خاتمة

إن الإدارة الفعالة لزيوت الوقود في عمليات التسخين المطلق هي تخصص متعدد الأبعاد يدمج مراقبة جودة الوقود، والتخزين والمناولة على نحو سليم، والرصد المتقدم، والاحتراق الدقيق، والإعالة الصارمة، وثقافة السلامة القوية، والعائد من الاستثمار من هذه الممارسات كبير: انخفاض استهلاك الوقود (في كثير من الأحيان وفورات تتراوح بين 3 و8 في المائة)، وانخفاض عدد المخارج غير المقررة، وانخفاض الانبعاثات، وتوسيع نطاق المداومة.