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Isolation und Schutz von Sicherheitsventilen

Berstscheibe vor Sicherheitsventil
Isolation und Schutz von Sicherheitsventilen

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Aufgrund von Gesetzesänderungen, auch hinsichtlich des Umweltschutzes, ist der Betreiber verpflichtet, die Emissionen seiner Anlage zu reduzieren. Das betrifft auch die Druckentlastungseinrichtungen wie Sicherheitsventile. Will man teurere Armaturen und häufig schwieriges Nachrüsten vermeiden, sollte man die Installation einer Berstscheibe vor dem Sicherheitsventil in Erwägung ziehen.

Der erste Ansatz, die Verordnungen zu erfüllen, bestand darin, bessere Sicherheitsventile zu entwickeln und zu installieren. Bei Neuanlagen war es relativ einfach, diese in der Auslegung zu berücksichtigen. In bestehenden Anlagen erforderte es allerdings schon einigen Aufwand, bestehende Sicherheitsventile zu ersetzen. In der großen Mehrzahl der Fälle war dies keine wirtschaftliche Option. Selbst bei Neuanlagen war durch die Bemühungen, die für die Zertifizierungen und Zulassungen (bei Inbetriebnahme oder Weiterbetrieb der Anlagen) notwendigen niedrigeren Emissionsniveaus zu erreichen, ein erheblicher Kostenanstieg hinsichtlich der Sicherheitsventile zu verzeichnen. Zwar gab es Fortschritte hinsichtlich der Dichtigkeit der Ventile, doch sie waren immer noch nicht dazu geeignet, die Emissionen dauerhaft auf das gewünschte Niveau zu reduzieren. Dies betrifft vor allem Anlagen mit sehr aggressiven oder leicht flüchtigen Medien.

In Kombination mit einer Berstscheibe können genau diese Anforderungen erfüllt werden. Ein Sicherheitsventil kann ein gutes Leistungsniveau hinsichtlich Dichtigkeit bieten, aber die Erzielung einer 100%igen Isolierung und eine bessere operative Stabilität erfordern die zusätzliche Verwendung einer Berstscheibe, wenn die Dichtigkeit auch dauerhaft gegeben sein muss.
Bereits seit einigen Jahren werden regelmäßig Berstscheiben vor einem Sicherheitsventil installiert. Einige Betreiber stellen fest, dass eine richtig konstruierte Berstscheibe ihre Betriebskosten senkt und die Betriebszeit einer Anlage erhöht bzw. Stillstandszeiten reduziert. Die Annahme, dass diese Anordnung die Kosten eines Projekts in die Höhe treibt, hat sich als falsch erwiesen. In der Tat ist das Gegenteil der Fall. Das lässt sich anhand einer typischen Installation, bei der das Sicherheitsventil einen Prozess mit hoher Konzentration an korrosiven Medien, erhöhten Temperaturen und einem Betriebsdruck nahe am Ansprechpunkt des Sicherheitsventils absichert, veranschaulichen. Solche anspruchsvollen Prozessbedingungen führen zu einer hohen Beanspruchung des Sicherheitsventils. Es fallen hohe Wartungskosten an, um das Ventil regelmäßig zu überprüfen und Undichtigkeiten oder Korrosionsschäden frühzeitig zu erkennen. Das erhöht Produktionsausfallzeiten aufgrund der besagten Routinewartung und/oder Reparatur sowie die Personalkosten, um die Wartungen und Reparaturen durchzuführen. Die Lösung der Hersteller der Sicherheitsventile sind hochwertiger spezifizierte Sicherheitsventile aus entsprechenden Materialien und damit verbundene höhere Anschaffungs- sowie Ersatzteilkosten. In einer typischen petrochemischen Anlage sind mehrere Dutzend Sicherheitsventile verbaut: Bei diesen Mengen sind signifikante Erhöhungen aller Kosten nicht vermeidbar.
Die Lösung
Mit einer hochwertigen Berstscheibe vor dem Sicherheitsventil, gefertigt aus einem entsprechenden Material, die den Austritt des Prozessmediums im Normalbetrieb verhindert, kann der Anlagenbetreiber Sicherheitsventile aus günstigerem Material verbauen und zugleich alle Dichtigkeitsanforderungen erfüllen. Die Ausgaben für die Sicherheitsventile sind so erheblich niedriger. Berstscheibe und zugehörige Halter verursachen wesentlich geringere Kosten als hochwertige, korrosionsbeständige Sicherheitsventile. Hinzu kommt eine Reduzierung der Wartungskosten. Es ergibt sich eine Win-win-Situation mit geringeren Stillstandszeiten, niedrigeren Emissionen, höherer Sicherheit und dies bei insgesamt geringeren Wartungskosten und reduziertem Ersatzteilinventar.
Nach wie vor wird die Kombination von Berstscheibe und Sicherheitsventil von einigen Betreibern kritisch gesehen. Schließlich hat ein Sicherheitsventil auch einen Auslass und dieser besitzt in vielen Fällen keine separate Abblaseleitung, sondern mündet in ein Sammelrohr, durch das Prozessgase/Dampf in den Auslass des Ventils eindringen können, was wiederum zu Beeinträchtigungen des Sicherheitsventils führt. Dies lässt sich leicht durch eine nachgeschaltete Berstscheibe eliminieren, die jegliche Prozessgase daran hindert, von der Ausgangsseite in das Sicherheitsventil zu gelangen. Wenn vor und hinter den Berstscheiben Berstsignalisierungen installiert sind, lassen sich die Berstscheiben über das Prozessleitsystem fernüberwachen.
Fallstudie
In Raffinerien werden zur Absicherung von unzulässigem Druckanstieg häufig Sicherheitsventile verbaut. Aufgrund der aggressiven Prozessbedingungen, die in diesen Anlagen herrschen, gibt es oftmals Probleme mit der Dichtigkeit der Ventile. Die Metallstruktur wird so stark angegriffen und beschädigt, dass es häufig zu Ausfällen der Anlage kommt. Für den Anlagenbetreiber bedeutet dies einen erheblichen Kostenfaktor. Das hat Rembe zum Anlass genommen, um eine Berstscheibe speziell zum Schutz von Sicherheitsventilen zu entwickeln. Durch die Berstscheibe kann eine eingeschränkte Funktion infolge von gebrochenen oder gerissenen Federn, korrodierten und gerissenen Faltenbälgen oder sogar ein kompletter Funktionsausfall durch ein Zusammenrosten von Teller und Düsen des Ventils vermieden werden.
Die Berstscheibe wird prozessseitig installiert und schützt damit das Ventil vor aggressiven Prozessgasen. Da die Berstscheibe aus einem korrosionsbeständigen und für diese Anwendung besonders gut geeigneten Material hergestellt wird, kann diese Kombination aus Berstscheibe und Sicherheitsventil zwischen drei und fünf Jahre sorglos im Normalbetrieb ohne einen Austausch der Scheibe in der Anlage eingebaut sein. Die Sichtprüfung der Berstscheibe kann bei Verwendung der Rembe KUB V vor Ort durchgeführt werden. Im gleichen Zuge besteht die Möglichkeit, die Funktion des Sicherheitsventils im eingebauten Zustand zu überprüfen (In-situ-Test). Nach der Inspektion ist es bei einwandfreiem Zustand der Berstscheibe kein Problem, diese wieder einzubauen. Ein Austausch ist, solange keine Entlastung aufgrund unzulässigen Überdruckes stattgefunden hat, nicht nötig.
Halle 5, Stand J1
www.prozesstechnik-online.de Suchwort: cav0517rembe

Orhan Karagöz
Business Development Director,Rembe
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