ما هي متطلبات الوقود لمولد الغاز الطبيعي؟

لتشغيل مولدات الغاز الطبيعي بأمان وحماية أجزائها من التلف، فإن نقاء الوقود أمر بالغ الأهمية. يجب أن يحتوي الغاز المُزود على عدد ضئيل من الشوائب، ويجب أن تلتزم الملوثات بمعايير محددة، خاصة بالنسبة لمركبات الكبريت والرطوبة والجسيمات الصلبة. فعلى سبيل المثال، يجب الحفاظ على تركيز الكبريت أقل من 20 ملغ/م³ لتجنب تآكل أجزاء المحرك وانسداد رشاشات الوقود. وإذا كانت هناك كمية كبيرة من الرطوبة، فقد ينجم عن ذلك انسداد في نظام الوقود بسبب تكوّن الجليد خلال الطقس البارد، مما يقيّد تدفق الوقود ويؤثر سلبًا على إنتاج الطاقة. كما يمكن للغبار والجسيمات العالقة أن تخدش الأجزاء الداخلية للمحرك، ما يؤدي إلى تقليل عمر المولد وزيادة الحاجة إلى الصيانة. وبمجرد الالتزام بمعايير النقاء، يعمل المولد بكفاءة، وتكون أعطال الأجزاء قابلة للتنبؤ.

معدل التدفق ومواصفات الضغط

تعد ضغط وتدفق الغاز الطبيعي الكافي أمرًا أساسيًا لتشغيل المولدات بالغاز الطبيعي بشكل موثوق. ستختلف متطلبات ضغط الغاز حسب أحجام وأنواع المولدات المختلفة. ومع ذلك، فإن معظم المولدات تتطلب ضغط غاز يتراوح بين 3.5 رطل/بوصة مربعة و7 رطل/بوصة مربعة عند نقاط الدخول. إذا كان ضغط الغاز منخفضًا جدًا، فلن يحصل المولد على كمية كافية من الوقود لتلبية متطلبات الطاقة، مما يؤدي إلى فقدان التيار أو توقفه تمامًا. وإذا كان الضغط مرتفعًا جدًا، فقد يؤدي إلى تمزق منظم الوقود والأجزاء الواقية الأخرى. كما يجب أن يكون معدل تدفق الوقود المتوفر مساويًا لاستهلاك المولد الأقصى للوقود. على سبيل المثال، أثناء التشغيل بحمل كامل، ستحتاج المولدات ذات 100 كيلوواط من الغاز الطبيعي إلى معدل تدفق يبلغ 10 قدم مكعب في الدقيقة (cfm). ولأداء موثوق من المولد، يجب أن يحافظ إمداد الغاز على معدلات تدفق وضغط كافية.

متطلبات خلطات الغاز الطبيعي المختلفة

يستخدم كل نوع من خليط الغاز الطبيعي وسائل احتراق مختلفة، ويجب أن تكون تركيبة الغاز الطبيعي مطابقة للمواصفات حتى يكون مولد الكهرباء كفؤًا في الاحتراق ومحدود الانبعاثات. يجب أن يحتوي الغاز الطبيعي على نسبة لا تقل عن 85٪ من الميثان لتكوين خليط وقود فعّال، وبما أنه الوقود الرئيسي، فيجب أن يحترق بشكل نظيف وكفء لتلبية متطلبات الانبعاثات الصارمة. يمكن احتراق الإيثان والبروبان ضمن الخليط، ولكن يجب أن تكون نسبتهما صغيرة جدًا، غالبًا أقل من 10٪، لأن الزيادة فيها ستؤدي إلى تغيير خصائص قابلية احتراق الوقود. إذا كان احتراق الوقود غير كامل، فسوف تزداد انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx) وأول أكسيد الكربون (CO)، وتقل كفاءة احتراق المولد. كما يجب التأكد من احتراق الوقود بالكامل داخل الغاز الطبيعي.

توافق الغاز الطبيعي مع مكونات المولد

للحفاظ على الموثوقية طويلة الأمد لنظام وقود المولد، يجب أن يكون الغاز الطبيعي متوافقًا مع المواد والمكونات المستخدمة في نظام الوقود. تُصنع الأنابيب والخرطومات والختمات ومكونات نظام الوقود الأخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس الأصفر أو بوليمر خاص. والغاز الطبيعي غير قابل للتآكل، ولكن الشوائب الموجودة في الغاز، مثل كبريتيد الهيدروجين، يمكن أن تتسبب في تآكل الحديد وتكوين مركبات تآكلية. وقد يؤدي هذا التآكل إلى حدوث تسرب خطير ويؤثر على تشغيل المولد، حيث يمكن أن تصبح الأنابيب الضعيفة خطيرة وتسرب الوقود. كما يمكن لمذيبات مضادات الوقود أو الزيوت أن تحل الختمات والخرطومات الخاصة بنظام الوقود. وتُحسن مكونات المولد عمر نظام الوقود وتقلل من تكاليف الصيانة.

الاعتبارات المتعلقة بالسلامة والامتثال

يعني استخدام مولد يعمل بالغاز الطبيعي أنه يجب دائمًا الالتزام بمعايير السلامة والامتثال الخاصة بالغاز. ويجب أن تفي إمدادات الغاز بمعايير السلامة على المستوى المحلي والدولي. تحدد المعايير الدولية الصادرة عن جمعية وقاية الحرائق الوطنية بالولايات المتحدة (NFPA) والمنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) طرق تخزين الغاز، ونقله، وتوصيله إلى المولد بشكل آمن، كما يجب أن تكون أنظمة تزويد المولد بالوقود الغازي خالية من تسرب الغاز وإمكانية الانفجار. على سبيل المثال، يجب عزل خطوط أنابيب الغاز بشكل صحيح، واختبارها بانتظام تحت الضغط، وأن تحتوي على صمامات إغلاق سريعة في مواقع استراتيجية لإيقاف تدفق الغاز في حالات الطوارئ. كما يجب أن يلتزم المولد بالقوانين البيئية المحلية فيما يتعلق بانبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx)، وأول أكسيد الكربون (CO)، والجسيمات العالقة. إن معايير السلامة والامتثال المتعلقة باستخدام الوقود تحمي الأشخاص والممتلكات، وتجعل تشغيل المولد قانونيًا في موقع إمداد الغاز بالنسبة لهيئات الإنفاذ.