تكوين الحمأة في مناولة الوقود البحري |الآليات والآثار والتخفيف القائم على التجويف
تُستخدمزيوت الوقود الثقيل (HFOs) وزيوت الوقود الوسيطة (IFO) على نطاق واسع كوقود بحري نظرًا لانخفاض تكلفتها وكثافة الطاقة العالية. ومع ذلك، يتمثل أحد التحديات التشغيلية المستمرة في تكوين الحمأة أثناء التخزين والمناولة، لا سيما في أنظمة التزود بالوقود على الشاطئ وعلى متن السفن.
الحمأة هي بقايا لزجة شبه صلبة تتكون من الأسفلت والشمع والرواسب والماء والملوثات الأخرى. يتأثر تكوينها بتكوين الوقود، ودرجة حرارة التخزين، ووقت المكوث، وممارسات المناولة. تشير البيانات التجريبية المستمدة من إرشادات المنظمة البحرية الدولية إلى أن توليد الحمأة يتراوح عادةً بين 1-3% من حجم زيت الوقود الثقيل المستهلك (≈ 0.01-0.03 متر مكعب لكل طن).
1. تكوين الحمأة - الآليات والتركيب ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k 1.1 التركيب ج3s5b1r3e5a6k تتكون الحمأة بشكل رئيسي من: ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k
1.2 العوامل المؤثرة
تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكوين الحمأة ما يلي:
1.3k. تشمل الآثار الاقتصادية والتشغيلية: ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k
1.4. معدل تكوّن الحم أة
يعتمد معدل تكوّن الحمأة على عوامل مختلفة، بما في ذلك تركيبة الوقود، وظروف التخزين، وممارسات المناولة. تشير الخبرة التشغيلية وإرشادات المنظمة البحرية الدولية إلى أن توليد الحمأة أثناء تنقية الوقود وتخزينه يتراوح عادةً من 1-3% من حجم زيت الوقود الثقيل المستهلك، على الرغم من أن هذا يشير إلى مخلفات الفاصل/المستودعات ولا ينبغي أن يكون مساويًا مباشرةً لمواصفات ISO 8217sediment.
لسفينة تخزن 1000 طن من زيت الوقود الثقيل 380:
تجدر الإشارة إلى أن هذه التقديرات لا تأخذ في الحسبان سوى الخسارة المباشرة لقيمة الوقود. في الممارسة العملية، غالبًا ما تكون تكاليف إدارة الحمأة أعلى بسبب التخلص الإلزامي بموجب المرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، ورسوم استقبال الموانئ، ومتطلبات مناولة الحمأة، والتي يمكن أن تتجاوز بشكل كبير التكلفة البسيطة للوقود المفقود.
2. مناهج التحكم في الحمأة ومعالجتها
2.1 الطرق التقليدية
3. إمكانات التجانس المستند إلى التجويف في التجانس القائم على التجويف لخلط RAPTECH
يستخدم المزج بالتجويف تدفقًا عالي الضغط متحكمًا فيه وظاهرة التجويف لتوليد اضطراب دقيق، مما يؤدي إلى تشتيت جزيئات الحمأة بسرعة في الوقود السائب. توضح الأشكال أدناه قدرات التجانس باستخدام تقنية RAPTECH بعد معالجة الرواسب الثقيلة لنفايات زيت الانحلال الحراري البلاستيكي:
قبل التجانس بالتجويف باستخدام تقنية RAPTECH
بعد تجانس التجويف باستخدام تقنية RAPTECH
في التجارب التي أجريت على زيت الوقود الثقيل 380، أدى تجانس التجويف باستخدام RAPTECH إلى خفض إجمالي إمكانات الرواسب (TSP)، وهو مؤشر استقرار رئيسي، من القيم الأولية التي تصل إلى 0.10% م/م (ضمن مواصفات ISO 8217) إلى 0.04% م/م (تقرير Bureau Veritas). يمثل هذا تحسنًا في ثبات الوقود المقاس بنسبة تصل إلى 60%، مما يشير إلى ثبات أعلى للوقود بشكل ملحوظ وانخفاض كبير في خطر تكون الحمأة أثناء التخزين وتشغيل المحرك.
الفوائد الرئيسية:
بالنسبة لسفينة تستهلك 20,000 طن من زيت الوقود الثقيل سنويًا، فإن هذا يعادل وفورات في الوقود تبلغ حوالي 20-200 طن سنويًا، أو حوالي 10,000-100,000 دولار أمريكي سنويًا (على أساس سعر مرجعي قدره 500 دولار أمريكي/طن). سيؤدي ارتفاع أسعار الوقود أو زيادة الاستهلاك إلى زيادة هذه الوفورات بشكل متناسب. وبالإضافة إلى القيمة المباشرة للوقود المفقود، فإن التخلص من الحمأة بموجب متطلبات المرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، يمثل عامل تكلفة كبير. فالسفن ملزمة بتخزين الحمأة في خزانات مخصصة وتفريغها فقط في مرافق الاستقبال أو حرقها على متن السفينة. وغالبًا ما يمكن أن تتجاوز رسوم مناولة الحمأة المتوافقة مع متطلبات اتفاقية ماربول في الموانئ تكلفة الوقود المفقود نفسه، مما يجعل تقليل الحمأة أولوية تشغيلية واقتصادية أكبر.
التأثير التوضيحي
يمكن أن يؤدي تنفيذ عملية المزج بالتجويف إلى:
4. الخلاصة ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k لا يزال تكوين الحمأة في تزويد السفن بالوقود يمثل تحديًا تشغيليًا وتنظيميًا مستمرًا له عواقب اقتصادية كبيرة. بالإضافة إلى الخسائر المباشرة في الوقود، يتطلب المرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن التلوث الناجم عن السفن تخزين جميع الحمأة أو حرقها على متن السفينة أو تصريفها إلى مرافق الاستقبال المرخصة، حيث غالبًا ما تتجاوز رسوم المناولة قيمة الوقود المفقود.
من خلال الجمع بين الإدارة المنهجية للوقود والتجانس المتقدم القائم على التجويف، يمكن للمشغلين:
المؤلف: د. أحمد سيّام |RAPTECH Eberswalde GmbH
5. المراجع
تُستخدمزيوت الوقود الثقيل (HFOs) وزيوت الوقود الوسيطة (IFO) على نطاق واسع كوقود بحري نظرًا لانخفاض تكلفتها وكثافة الطاقة العالية. ومع ذلك، يتمثل أحد التحديات التشغيلية المستمرة في تكوين الحمأة أثناء التخزين والمناولة، لا سيما في أنظمة التزود بالوقود على الشاطئ وعلى متن السفن.
الحمأة هي بقايا لزجة شبه صلبة تتكون من الأسفلت والشمع والرواسب والماء والملوثات الأخرى. يتأثر تكوينها بتكوين الوقود، ودرجة حرارة التخزين، ووقت المكوث، وممارسات المناولة. تشير البيانات التجريبية المستمدة من إرشادات المنظمة البحرية الدولية إلى أن توليد الحمأة يتراوح عادةً بين 1-3% من حجم زيت الوقود الثقيل المستهلك (≈ 0.01-0.03 متر مكعب لكل طن).
1. تكوين الحمأة - الآليات والتركيب ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k 1.1 التركيب ج3s5b1r3e5a6k تتكون الحمأة بشكل رئيسي من: ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k
- الأسفلتنيات (الأجزاء العطرية الثقيلة المعرضة للترسيب)
- الشموع (الأجزاء البارافينية عالية الذوبان)
- الرواسب والجسيمات (الرمل والصدأ ونواتج التآكل)
- الماء (من التكثيف أو التلوث)
- المخلفاتالكيميائية (من المواد الكيميائية المعالجة والمواد المضافة)
[datatable_id::5067]
1.2 العوامل المؤثرة
تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكوين الحمأة ما يلي:
- تكوين الوقود: محتوى أعلى من الأسفلتين → احتمال أعلى للحمأة ج3s5b1r3e5a6k
- درجة الحرارة: التبريد تحت نقطة ترسيب الشمع يزيد من تكوين الحمأة
- وقت التخزين: مدة بقاء أطول تعزز الترسيب والتكتل ج3s5b1r3e5a6k
- التلوث: دخول الماء والجسيمات يسرع من تكوين الحمأة
- كفاءة الخلط: ضعف الدوران يسمح بالتراكم الموضعي
1.3k. تشمل الآثار الاقتصادية والتشغيلية: ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k
- انخفاض حجم الوقود القابل للاستخدام
- الانسداد في المضخات والمرشحات وخطوط الوقود
- زيادة تكاليف الصيانة والتنظيف
- خطر الاحتراق غير المنتظم وتلوث المحرك
1.4. معدل تكوّن الحم أة
يعتمد معدل تكوّن الحمأة على عوامل مختلفة، بما في ذلك تركيبة الوقود، وظروف التخزين، وممارسات المناولة. تشير الخبرة التشغيلية وإرشادات المنظمة البحرية الدولية إلى أن توليد الحمأة أثناء تنقية الوقود وتخزينه يتراوح عادةً من 1-3% من حجم زيت الوقود الثقيل المستهلك، على الرغم من أن هذا يشير إلى مخلفات الفاصل/المستودعات ولا ينبغي أن يكون مساويًا مباشرةً لمواصفات ISO 8217sediment.
لسفينة تخزن 1000 طن من زيت الوقود الثقيل 380:
[datatable_id::5069]
تجدر الإشارة إلى أن هذه التقديرات لا تأخذ في الحسبان سوى الخسارة المباشرة لقيمة الوقود. في الممارسة العملية، غالبًا ما تكون تكاليف إدارة الحمأة أعلى بسبب التخلص الإلزامي بموجب المرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، ورسوم استقبال الموانئ، ومتطلبات مناولة الحمأة، والتي يمكن أن تتجاوز بشكل كبير التكلفة البسيطة للوقود المفقود.
2. مناهج التحكم في الحمأة ومعالجتها
2.1 الطرق التقليدية
- التسخين والتدوير: الحفاظ على الوقود أعلى من نقطة ترسيب الشمع (حوالي 50-60 درجة مئوية ل HFO 380)
- الفصل/الإزالة بالطرد المركزي: إزالة الماء والمواد الصلبة الثقيلة
- الترشيح الميكانيكي: حماية المحرك وأنظمة التزود بالوقود
- المضافات الكيميائية: المشتتات والمثبتات لتقليل تكوين الرواسب
- ارتفاع تكاليف الطاقة والصيانة
- ليست فعالة تمامًا لمجانسة أحجام الخزانات الكبيرة
- خطر الخلط غير الكامل، خاصة في محطات التزود بالوقود أو على متن السفينة
3. إمكانات التجانس المستند إلى التجويف في التجانس القائم على التجويف لخلط RAPTECH
يستخدم المزج بالتجويف تدفقًا عالي الضغط متحكمًا فيه وظاهرة التجويف لتوليد اضطراب دقيق، مما يؤدي إلى تشتيت جزيئات الحمأة بسرعة في الوقود السائب. توضح الأشكال أدناه قدرات التجانس باستخدام تقنية RAPTECH بعد معالجة الرواسب الثقيلة لنفايات زيت الانحلال الحراري البلاستيكي:
قبل التجانس بالتجويف باستخدام تقنية RAPTECH
بعد تجانس التجويف باستخدام تقنية RAPTECH
في التجارب التي أجريت على زيت الوقود الثقيل 380، أدى تجانس التجويف باستخدام RAPTECH إلى خفض إجمالي إمكانات الرواسب (TSP)، وهو مؤشر استقرار رئيسي، من القيم الأولية التي تصل إلى 0.10% م/م (ضمن مواصفات ISO 8217) إلى 0.04% م/م (تقرير Bureau Veritas). يمثل هذا تحسنًا في ثبات الوقود المقاس بنسبة تصل إلى 60%، مما يشير إلى ثبات أعلى للوقود بشكل ملحوظ وانخفاض كبير في خطر تكون الحمأة أثناء التخزين وتشغيل المحرك.
الفوائد الرئيسية:
- تجانس فعال: يقلل من تراكم الحمأة الموضعي
- ثبات طويل الأمد: يحافظ على تركيبة وقود موحدة خلال فترة التخزين الممتدة
- موثوقية تشغيلية: تقلل من حالات الانسداد وأحداث الصيانة
- تطبيق قابل للتطوير: يمكن تنفيذه على الشاطئ في محطات التزود بالوقود وعلى متن السفن
- وفورات اقتصادية: بالإضافة إلى تقليل تكاليف التخلص من الحمأة، يمكن أن يؤدي تجانس التجويف إلى تحسين استخدام الوقود بنسبة تتراوح بين 0.1 و1% تقريبًا لكل خزان لكل رحلة
بالنسبة لسفينة تستهلك 20,000 طن من زيت الوقود الثقيل سنويًا، فإن هذا يعادل وفورات في الوقود تبلغ حوالي 20-200 طن سنويًا، أو حوالي 10,000-100,000 دولار أمريكي سنويًا (على أساس سعر مرجعي قدره 500 دولار أمريكي/طن). سيؤدي ارتفاع أسعار الوقود أو زيادة الاستهلاك إلى زيادة هذه الوفورات بشكل متناسب. وبالإضافة إلى القيمة المباشرة للوقود المفقود، فإن التخلص من الحمأة بموجب متطلبات المرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، يمثل عامل تكلفة كبير. فالسفن ملزمة بتخزين الحمأة في خزانات مخصصة وتفريغها فقط في مرافق الاستقبال أو حرقها على متن السفينة. وغالبًا ما يمكن أن تتجاوز رسوم مناولة الحمأة المتوافقة مع متطلبات اتفاقية ماربول في الموانئ تكلفة الوقود المفقود نفسه، مما يجعل تقليل الحمأة أولوية تشغيلية واقتصادية أكبر.
التأثير التوضيحي
يمكن أن يؤدي تنفيذ عملية المزج بالتجويف إلى:
- تقليل تراكم الحمأة: عن طريق تشتيت جزيئات الحمأة، تمنع العملية التراكم الموضعي
- تحسين استخدام الوقود: جودة وقود أكثر اتساقًا تؤدي إلى تحسين أداء المحرك وكفاءته
- توفير في التكاليف: انخفاض الحاجة إلى الصيانة والتنظيف، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل
4. الخلاصة ج3s5b1r3e5a6k ج3s5b1r3e5a6k لا يزال تكوين الحمأة في تزويد السفن بالوقود يمثل تحديًا تشغيليًا وتنظيميًا مستمرًا له عواقب اقتصادية كبيرة. بالإضافة إلى الخسائر المباشرة في الوقود، يتطلب المرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن التلوث الناجم عن السفن تخزين جميع الحمأة أو حرقها على متن السفينة أو تصريفها إلى مرافق الاستقبال المرخصة، حيث غالبًا ما تتجاوز رسوم المناولة قيمة الوقود المفقود.
من خلال الجمع بين الإدارة المنهجية للوقود والتجانس المتقدم القائم على التجويف، يمكن للمشغلين:
- الحفاظ على استقرار الوقود على المدى الطويل
- تقليل تكاليف الصيانة ووقت التعطل والتخلص من الوقود
- تحسين استخدام الوقود وموثوقية المحرك والسلامة التشغيلية
- ضمان الامتثال للمرفق الأول للاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، مع تقليل المخاطر البيئية
المؤلف: د. أحمد سيّام |RAPTECH Eberswalde GmbH
5. المراجع
- المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO). (2017). المواصفة ISO 8217:2017 - المنتجات البترولية - الوقود (الفئة F) - مواصفات الوقود البحري
- كونكاو. (2019). استقرار زيت الوقود الثقيل وتكوين الرواسب. تقرير رقم 5/19
- سيماك. (2018). تقارير الوقود: تكوين الحمأة ومناولة الوقود. المجلس الدولي لمحركات الاحتراق
- RAPTECH GmbH. (2024). التقارير الفنية الداخلية عن تقنية المزج بالتجويف
