قسمت دوم این مقاله به چالشها و فرصتهای ناشی از وضعیت فلرینگ در کشور شامل بهینهسازی سامانههای کنترل و نظارت بر اجرای برنامههای توسعهای کشور پرداخته شده است. بیان این موارد میتواند برای مخاطب و احیاناً محققان آتی در این حوزه قابل تأمل باشد. نوشتار با نتیجهگیری و ذکر پیشنهاداتی در خصوص اصلاح وضعیت فلرینگ در ایران به پایان رسیده که میتواند مورد عنایت فعالان در این حوزه و علاقمندان به کاهش فلرینگ قرار گیرد.
به کار گماردن مدیران پاکدست، دلسوز، غیر سیاسی و کاربلد بالای سر پروژههای کاهش میزان گازهای فلرینگ یکی از الزامات اولیهی موفقیت طرحهاست. تجربه نشان داده است تاکنون اینگونه نبوده است.
4. چالشها و فرصتها
4.1. بهینهسازی سامانههای کنترل
اولین چالشی که امکان تبدیل آن به فرصت وجود دارد و صرفاً در واحدهای فرآیندی قابلیت ارزیابی دارد، به روز رسانی فناوری مورد استفاده در سامانههای کنترلی است. با عنایت به توضیحاتی که در ادامه میآید، سعی بر این است که به صورت نظری نسبت به تبیین راه حل بهینهسازی سامانههای کنترل به عنوان یک فرصت طلایی در جهت کاهش میزان فلرینگ پرداخته شود.
استفاده از عبارتهایی همچون «بهرهمندی از محیط زیست مطلوب» و «توسعهی کارآمد» در سند فراموش شدهی چشمانداز 1404 جمهوری اسلامی که فقط در سایهی «توسعهی پایدار» میتوانست عملی شود، توجه و عنایت ویژهای رای اخ9هتخ به مسایل زیستمحیطی میطلبد. متأسفانه گاهی اوقات ارتفاع شعلهی فلرها در منطقهی ویژه انرژی پارس (عسلویه) به 80 متر میرسد. اینکه روزهای اول هفته بیشترین میزان سوزاندن گاز را داریم، پیام مهمی دارد. در طول روزهای کاری که مدیران و کارکنان روزکار دائم پالایشگاهها نیز در سایت حضور دارند، چون مدیریت بهتری بر پالایشگاه حاکم بوده و «کنترل فرآیندها» نسبتاً بهتر انجام میشود، میزان هدر رفتن گاز (و انرژی) در کمترین سطح خود قرار دارد.
اینکه روزهای اول هفته بیشترین میزان سوزاندن گاز را داریم، پیام مهمی دارد. در طول روزهای کاری که مدیران و کارکنان روزکار دائم پالایشگاهها نیز در سایت حضور دارند، چون مدیریت بهتری بر پالایشگاه حاکم بوده و «کنترل فرآیندها» نسبتاً بهتر انجام میشود، میزان هدر رفتن گاز (و انرژی) در کمترین سطح خود قرار دارد.
اما در روزهای تعطیل به لحاظ اینکه انجام تعمیرات در پایینترین سطح در دستور کار شیفت پالایشگاه قرار میگیرد، از طرفی تعداد کارشناسان و کارشناسان ارشد در کمترین تعداد خود در سایت حضور دارند، لذا، «کنترل فرآیندها» به خوبی انجام نمیشود و وضع آشفتهی پالایشگاه از شرایط فلرینگ آن قابل حدس است.
به بیانی، با یک پیشگیری ساده میتوان اساساً شرایطی را به وجود آورد که در اغلب پالایشگاهها حتی نیازی به اجرای طرح Zero Flaring نباشد.
«پیشگیری مقدم بر درمان است»، بله، این عبارت در صنعت هم کاربرد دارد، اما چگونه؟
سامانههای کنترل موجود در پالایشگاهها و مجتمعهای پتروشیمی مبتنی بر کنترل PID است. در سامانهی کنترل بازخورد مبتنی بر کنترل PID ، هرچند خود باخورد عامل مهم پایداری است، اما لازم است ابتدا خطایی در کنترل فرآیند رخ داده و سپس سامانهی کنترل در پی رفع خطا وارد عمل شود. در این حالت اگر اپراتور صبوری نکند و حلقهی کنترلی را از حالت خودکار به حالت دستی برگرداند که فاجعه خواهد بود، هرچند در سطح کلان، بهرهبرداری در این وضعیت متصور و عملی نیست. نکتهی دیگر (با ذکر مثال) مربوط به سامانههای کنترلی آبشاری[1] یا سایر حلقههای کنترلی پیچیده[2] است. این حلقههای کنترلی که در آنها بیش از یک کنترل کننده وظیفهی کنترلی را بر عهده دارد، گاهی اوقات و عمدتاً به لحاظ شرایط ناپایدار فرآیندی حلقههای کنترلی بعدی نوسانات را با شدت بیشتری دریافت میکند. برای مثال در یک حلقهی کنترلی آبشاری، خروجی کنترل کنندهی اول (ارباب[3]) به عنوان نقطهی تنظیم «کنترل کنندهی دوم[4]» است. اگر نوسانی جزئی در کنترل کنندهی ارباب به وجود آید، این نوسانات نقطهی تنظیم کنترل کنندهی دوم را مرتب و به شدت بیشتر تغییر داده و سبب نوساناتی به مراتب شدیدتر در فرآیند یا عامل تحت کنترل خواهد شد. قطعاً این شرایط تمام تمرکز بهرهبردار را به هم ریخته و معمولاً ارتباط دو کنترل کننده را از هم جدا میکنند. اما آیا این وضعیت در سامانههای کنترل نوین هم قابل بروز هست؟
امروزه روشهای نوین کنترلی، به ویژه «کنترل پیشبین مبتنی بر مدل[5]» با توجه به مدل فرآیند که به صورت برخط مرتب در حال بهروز رسانی است[6]، قبل از بروز خطا، خطا را تشخیص داده و راهی را برای مقابله و کنترل آن متناسب با شرایط فرآیند در دستور کار خود قرار خواهد داد تا میزان خطا به حداقل برسد یا صفر شود. به علاوه، روشهای هوشمند کنترل (از جمله فازی-لاجیک، یا روشهای هوشمند و آموزشپذیر مبتنی بر شبکههای عصبی مصنوعی)، روش کنترل مقاوم، کنترل فرآیند پیشرفته[7] و … نیز که توسط بسیاری از سازندگان بزرگ و بنام سامانههای کنترل تولید میشود، میتواند کارساز باشد. شوربختانه ما تاکنون از سامانههای کنترل پیشرفته در واحدهای فرآیندی خود استفاده نکردهایم، هرچند دانش آموختگان ما دانش لازم را جهت بهرهبرداری از این سامانهها دارند.
شوربختانه ما تاکنون از سامانههای کنترل پیشرفته در واحدهای فرآیندی خود استفاده نکردهایم، هرچند دانش آموختگان ما دانش لازم را جهت بهرهبرداری از این سامانهها دارند.
چالش دیگری که در پالایشگاههای بزرگ گازی در منطقهی عسلویه با آن روبرو هستیم (بهویژه پالایشگاههای ششم تا چهاردهم)، علیرغم اینکه فرآیند پالایش گاز یک فرآیند پیوسته و یکپارچه میباشد، متاسفانه کنترل فرآیند در اغلب پالایشگاهها به صورت جزیرهای و مستقل از هم انجام میشود. یعنی واحدهای مختلف، هرچند از نظر فرآیندی با هم مرتبط هستند اما از نظر کنترلی به طور مستقل کنترل میشوند و تنها تعدادی سیگنالهای اطلاعی بین این جزیرههای کنترلی تبادل میشود. تنها دلیلی که پیمانکاران[8] و طراحان پالایشگاهها هنگام طراحی، ساخت و نصب پالایشگاه کنترل آنرا به صورت جزیرهای لحاظ کرده است، شرایط تحریم و عدم دسترسی به سازندگان بزرگ و معتبر سامانههای کنترل است.
تنها دلیلی که پیمانکاران[8] و طراحان پالایشگاهها هنگام طراحی، ساخت و نصب پالایشگاه کنترل آنرا به صورت جزیرهای لحاظ کرده است، شرایط تحریم و عدم دسترسی به سازندگان بزرگ و معتبر سامانههای کنترل است.
لذا، استفاده از سامانههای کنترل با قابلیتهای پایینتر در دستور کار قرار گرفته است. ایکاش میشد از ادامهی این کار روی پروژههای آتی جلوگیری به عمل آورد.
آشنایی با یک فرصت: ضمن پذیرش شرایط فعلی واحدهای فرآیندی، امکان بازیافت بخش زیادی از گازهای زائد قبل از خارج شدن از فرآیند پالایش وجود دارد. در واقع، در شرایط کنونی بهترین و اقتصادیترین روش استفاده از گازهای فلر، با یک سری اقدامات کمهزینه و سرمایهای بهبود بخشیدن به فرآیندهای پالایش و پیشگیری از تولید این حجم از گازهای زائد و دورریز است[9]! این نظریه که مبتنی بر تجربه نیز هست فقط در صورت استفاده از سامانههای نوین کنترلی[10]، علاوه بر صرفجویی در مصرف انرژی و بهبود کیفیت محصول، به حداقل رسیدن توقفهای ناخواسته واحد، قابلیت کاهش آلایندگی در واحدهای نفت و گاز و به ویژه کاهش فلرینگ را نیز به ارمغان بیاورد. البته اقدامات بیشتری در جهت بهبود فرآیند میتوان انجام داد که در بخش پیشنهادات به آن اشاره شده است.
4.2. نظارت بر اجرای برنامههای توسعهای کشور
جدای از نوع راه حل انتخابی و مهمتر از آن، اجرای برنامههای توسعهای کشور است. مطابق با مفاد جدول 2، در برنامهی سوم توسعه (شروع برنامه 1379) لغایت برنامه ششم توسعه (پایان برنامه 1400)، همواره یک درصدی برای تغییر در میزان فلرینگ تحت عنوان درصد کاهش هدفگذاری شده است. اما در هیچکدام از برنامههای چهارگانه هدفگذاریها محقق نشده است!
در هیچکدام از برنامههای چهارگانه هدفگذاریها محقق نشده است!
بدون شک یکی از ضعفهای قابل تأمل در اجرای قوانین کشور، عدم نظارت بر قوانین مصوب بالادست بهویژه برنامههای ناکام توسعهای است. قبل از ادامهی بحث نظارت، در جدول 2، هدفگذاریهای پیشبینی شده در برنامههای توسعهای سوم تا هفتم جهت کاهش میزان فلرینگ و همچنین میزان تحقق یافته به صورت درصد آمده است:
جدول 2- مقایسه درصد تغییرات پیش بینی شده کاهش فلرینگ و درصد محقق شده در برنامههای توسعهای
برنامه توسعه | بازهی زمانی | تمدید احتمالی برنامه | متولی اجرای برنامه | درصد تغییر پیش بینی شده | درصد تغییر محقق شده |
برنامهی سوم توسعه | 1379-1383 | — | دولتهای هفتم و هشتم | 55% | 36% |
برنامهی چهارم توسعه | 1384-1388 | تمدید تا 1389 | دولت نهم | 74% | 5% |
برنامهی پنجم توسعه | 1390-1394 | تمدید تا 1395 | دولتهای دهم و یازدهم | 81% | 7% |
برنامهی ششم توسعه | 1394-1400 | تمدید 1402 | دولتهای یازدهم تا سیزدهم | 90% | 5% |
برنامهی هفتم توسعه | 1403-1407 | — | دولت چهاردهم | 75% | ؟ |

حقیقت این است که با اشاره به محقق نشدن بخش عمدهای از هدفگذاریها در حوزهی کاهش فلرینگ در برنامههای توسعهای، مسئولین مربوطه دو عامل اساسی را مسبب ناکامی دولت میدانند: «تحریم» و «کسری بودجه».
حقیقت این است که با اشاره به محقق نشدن بخش عمدهای از هدفگذاریها در حوزهی کاهش فلرینگ در برنامههای توسعهای، مسئولین مربوطه دو عامل اساسی را مسبب ناکامی دولت میدانند: «تحریم» و «کسری بودجه».
در مورد تحریم بایستی گفت که با توجه به فراگیر بودن آسیبهای فلرینگ و توسعهی ضرر آن به دنیا، سازمانهای جهانی و از جمله «سازمان توسعه صنعتی ملل متحد»[11] حامی پروژههای زیست محیطی هستند و حتی برای پروژههای زیست محیطی در جهت کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن در فضا تسهیلات مالی نیز در نظر گرفتهاند، ضمن اینکه موانع تحریمی را از سر راه ایران برخواهند داشت. بنابراین بحث تحریم حداقل در اینگونه پروژهها موضوعیت ندارد. اما در مورد بودجه هم اگر نظارتی باشد ابتدا باید بررسی شود که در زمان اجرای برنامه مورد نظر، ردیف بودجه و اعتباری که برای تأمین آن لحاظ شده بوده است دارای چه وضعیتی است و آیا اعتبار مربوطه توسط دستگاههای دولتی جذب شده است یا خیر؟ وگرنه یک برنامهای داده بشود و منبع اعتبار آن نامشخص باشد، ارایه گزارش در مورد عدم تحقق برنامه بی معنی است.
در اینجا ذکر یک نکتهی تاریخی خالی از لطف نیست. قبل از انقلاب از بهمن 1327 تا اسفند 1356 پنج برنامهی توسعهای به مرحلهی اجرا گذاشته شد، برنامههای اول و دوم هرکدام هفت ساله و برنامههای سوم تا پنجم هرکدام پنج ساله (جمعاً 29 سال). برنامهی ششم نیز تهیه ولی به تصویب نرسید. نکتهی مهم این است که بعد از پایان برنامهی دوم (شهریور 1341) حکومت پیشین برای جبران ناکامیهای دو برنامهی اول و دوم، ضمن کاهش بازهی زمانی برنامههای بعدی به پنج سال، بحث نظارت را جدیتر کرد تا بتواند در تحقق هدفگذاریها بیش از پیش موفق بشود. در این راستا، سازمان برنامه و بودجه نقش پررنگتری در ارزیابی و نظارت بر اجرای برنامهها پیدا کرد و نظامهای نوین ارزیابی عملکرد برای کنترل بهتر پروژهها طراحی شدند. از این دوره به بعد، برنامههای توسعهای ایران در رژیم سابق، بهطور سیستماتیکتر تحت نظارت قرار گرفتند[12] و فوقالعاده موفقتر بودند. آیا نباید از این حقایق درس بگیریم؟
5. نتیجهگیری و راهکارهای پیشنهادی
در اغلب یا تمام راهکارهای ارایه شده توسط کارشناسان و مدیران جهت کاهش میزان فلرینگ مبتنی بر راهکارهایی جهت جمعآوری گازها قبل از فلرینگ و استفاده از آن میباشد. اما پیشنهاد نگارنده مبنی بر راهکارهایی هست که میزان تولید گازهای Off Spec را در زنجیرهی فرآیند به طور چشمگیری کاهش میدهد. بدیهی است، عمل به هرکدام از راهکارهای زیر به طور منفرد راه حل تمام مشکلات فلرها (اعم از گازهای همراه و یا فلرینگ در پالایشگاهها) و کاهش میزان فلرینگ، نخواهد بود و الزاماً باید ترکیبی از این راهحلها به کار گرفته شود.
نکته 1: پیش نیاز اول تمام راهکارهای زیر، تدوین نقشهی راه و سند بالادستی استراتژی توسعهی میادین نفت و گاز مبتنی بر کاهش میزان فلرینگ است!!
نکته 2: اما پیش نیاز دوم، به کار گماردن مدیران پاکدست، دلسوز، غیر سیاسی و کاربلد بالای سر پروژههای کاهش میزان گازهای فلرینگ است. تجربه نشان داده است تاکنون اینگونه نبوده است[13].
نکته 3: هنگام مطالعه پیش از نگارش این متن، یکی از محدودیتهای نگارنده محرمانگی و عدم دسترسی به اطلاعات دقیق و بهروز بود. برای مثال در هیچ سند داخلی نمیتوان میزان گازهای همراه که سوزانده میشود را به طور دقیق یافت.
در هیچ سند داخلی نمیتوان میزان گازهای همراه که سوزانده میشود را به طور دقیق یافت.
لذا، دوستانی که قرار است در آینده تحقیقات مشابهی انجام دهند، لازم است در مورد گازهای همراه نیز با اشاره به آمار و اطلاعات دقیق مطالعات خود را دنبال کنند.
پیشنهاد 1. یکپارچهسازی سامانههای کنترل و ابزاردقیق پالایشگاهها و استفاده از رویکردهای نوین کنترلی؛
پیشنهاد 2. تنظیم پارامترهای «P, I, D» حلقههای کنترل[14]، این امر هم در مورد سامانههای کنترلی سنتی[15] قابل اجرا هست و هم در مورد سامانههای کنترلی یکپارچه؛
پیشنهاد 3. بهرهمندی از مطالعات HAZOP بهمنظور شناسایی و حذف موانع موجود در جهت افزایش سطح ایمنی و راندمان واحد (بهکارگیری توصیههای[16] گزارش نهایی مطالعات HAZOP)؛
پشینهاد 4. مهندسی مجدد[17] و نوسازی[18] واحدهای فرآیندی نفت، گاز و پتروشیمی[19] به ویژه واحدهای فرآیندی فرسوده؛
پیشنهاد 5. محاسبات مجدد اندازهی شیرهای کنترل (با توجه به اینکه معمولاً CV شیرهای کنترل بالاتر از آنچه در محاسبات به دست میآید، لحاظ میشود[20])؛
پیشنهاد 6. شناسایی، تعمیر و رفع عیب از تجهیزات معیوب و فرسوده از جمله ماشینهای ثابت فرآیندی، ماشینهای دوار (به ویژه کمپرسورها)، شیرهای کنترل، شیرهای اطمینان و شیرهای مسدود کننده؛
پیشنهاد 7. لوگوی زیبای شرکتهای چهارگانه وزارت نفت مزین به مشعل است، مخاطب (مثلاً یک غیر ایرانی) که این لوگو را ببیند، ضمن تحسین مفهوم رشد و بالندگی در لوگو، تنها چیزی که به ذهنش میرسد این هست که متولیان وزارت نفت بر این باورند که نفت و گاز فقط برای سوزاندن است! ایکاش روابط عمومی وزارت نفت به این درجه از اطمینان میرسید که نفت و گاز فقط برای سوزاندن نیست و با حذف مشعل، برنامهای برای تغییر لوگو به نحو احسن در دستور کار خود قرار میداد!!
ایکاش روابط عمومی وزارت نفت به این درجه از اطمینان میرسید که نفت و گاز فقط برای سوزاندن نیست و با حذف مشعل، برنامهای برای تغییر لوگو به نحو احسن در دستور کار خود قرار میداد!!
پیشنهاد 8. طی یک عادت غلط، رسانهی ملی و حتی وزارت نفت هر موقع بخواهد نشان دهد که فلان واحد فرآیندی (مثلا پالایشگاه یا مجتمع پتروشیمی) راهاندازی شده است، در تیزرهای تبلیغاتی و یا گزارشهای تلویزیونی فلر پالایشگاه را با شعلهی فروزان به نمایش میگذارد! بنده سی سال در پروژه کار کردم و حریف دوستان نشدم که: ای ایهالناس، هر موقع فلر یک پالایشگاه روشن است، حتماً و حتماً بخشی از پالایشگاه یا شاید حتی کل پالایشگاه از سرویس خارج شده است!!!!
طی یک عادت غلط، رسانهی ملی و حتی وزارت نفت هر موقع بخواهد نشان دهد که فلان واحد فرآیندی (مثلا پالایشگاه یا مجتمع پتروشیمی) راهاندازی شده است، در تیزرهای تبلیغاتی و یا گزارشهای تلویزیونی فلر پالایشگاه را با شعلهی فروزان به نمایش میگذارد! بنده سی سال در پروژه کار کردم و حریف دوستان نشدم که: ای ایهالناس، هر موقع فلر یک پالایشگاه روشن است، حتماً و حتماً بخشی از پالایشگاه یا شاید حتی کل پالایشگاه از سرویس خارج شده است!!!!
ایکاش در حوزهی فرهنگی نیز اقدامات لازم انجام پذیرد.
پیشنهاد 9. دیگر اقدامات موردی متناسب با شرایط عملیاتی واحد که به صورت موردی باید به مرحلهی اجرا گذاشته شود تا بخش عمدهای از عملیات غیرقابل پیشبینی که سبب توقف ناخواستهی واحد و تولید محصولات زاید و هدر رفت انرژی در واحدهای عملیاتی میشود را به حداقل برساند. ضمن اینکه با یک سرمایهگذاری کوچک، ظرفیت تولید، بازدهی و راندمان واحد فرآیندی ما نیز افزایش خواهد یافت. سامانهی کنترل مطمئن نقش مهمی در کاهش توقفهای ناخواسته خواهد داشت.
پیشنهاد 10. اضافه نمودن واحدهای تولید گاز مایع طبیعی، با ظرفیت پایین[21] در تأسیسات سرچاهی، به منظور به حداقل رساندن میزان سوزاندن گازهای همراه[22]؛
دو پیشنهاد ویژه:
- تعامل با دنیا و در نتیجه، بهرهمندی از فناوریهای نوین در کاهش میزان فلرینگ
- جذب سرمایهگذاری خارجی در جهت بهینهسازی بهرهوری در پالایشگاهها
منابع
برای دسترسی به منابع این مقاله به قسمت اول مراجعه کنید.
1]. Cascade Control Systems
[2]. Complex Control Systems
[3]. Master
[4]. Slave
[5]. MPC: Model Predictive Control System
[6]. در کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل، سیستم کنترل یک مدلی از فرآیند را دارد که با توجه به حسگرهای مربوطه، پارامترهای مدل به صورت برخط و پیوسته در حال به روز رسانی است. در سامانههای کنترلی سنتی، نقاط تنظیم کنترلی با دست و توسط بهرهبردار اعمال میشود که الزاماً همواره این نقاط تنظیم بهترین شرایط را تضمین نمیکند چراکه معمولاً این نقاط تنظیم ثابت است. اما در کنترل پیش بین مبتنی بر مدل، نقاط تنظیم توسط مدل و بر مبنای شرایط فعلی واحد فرآیندی اعمال میشود. لذا، واحد در شرایط بهینه کنترل خواهد شد.
[7]. APC: Advanced Process Control
[8]. EPC Contractor
[9]. قبلاً ذکر شد که طبق گزارش رییس محترم کمیسیون انرژی مجلس شورای اسلامی حجم گاز سوزانده شده توسط فلرها در سال 2023 معادل 21.2 میلیارد متر مکعب یا معادل تقریبی حجم گاز دو فاز از پارس جنوبی بوده است.
[10]. با رجوع به جدول 2، ملاحظه میشود فقط استفاده از سامانههای کنترلی نوین توانسته است شاخص «بهبود کیفیت محصول» را 10 تا 15 درصد بهبود ببخشد. به این میزان، میتوان به حداقل رساندن توقفهای ناخواسته را نیز اضافه کرد که خود عامل مهمی در کاهش ضایعات هست. به طریق مشابه، نوسازی واحدهای فرآیندی، بازنگری در سایزینگ شیرهای کنترلی، Tning، مهندسی مجدد واحدها، HAZOP، از سرویس خارج کردن واحدهای فرسوده یا تجهیزات بی کیفیت و … خود هرکدام تاثیرات قابل توجهی در بهبود شرایط خواهد داشت.
[11]. UNIDO: The United Nations Industrial Development Organization
[12]. کتاب «داستان توسعه در ایران»، سعید موسوی، گروه مهندسی خرد، چاپ پنجم، پاییز 1401، دفتر نخست
[13]. گاهی اوقات به اجرای طرح Zero Flaring در یکی از پالایشگاهها یا یکی از میادین نفتی اشاره میشود، آیا طرح جامع و موفقی برای کاهش حجم هدر رفت انرژی در فلرینگ داشتهایم؟
[14]. Tuning
[15]. Conventional Control Systems
[16]. Recommendation
[17]. Re-Engineering/ Re-Design
[18]. Revamping
[19]. آنچه تجربه در واحدهای فرآیندی نفت و گز نشان داده است، نوسازی واحدهای قدیمی سبب افزایش ظرفیت تولید، افزایش راندمان و کاهش ضایعات خواهد شد.
[20]. Over Design
[21]. Mini-LNG
[22]. لازم به ذکر است در دنیای صنعت، حتی واحدهای Mini-LNG سیار نیز ساخته شده است. ضمن اینکه خوشبختانه در صنعت نفت نیز به طور موردی، اقداماتی در جهت بازیافت گازهای همراه در برخی میادین نفت به مرحلهی اجرا گذاشته شده است.