Druckluft vor Ort erzeugen

Dipl.-Ing. Dieter Ruhe

Bis zur Inbetriebnahme der neuen Anlage belieferte ein Tankwagen den Standort Lingen mit verflüssigtem Stickstoff. Die Druckluft wurde mit einem raffinerieeigenen Turbokompressor erzeugt. Um die konstante Versorgung der Raffinerie mit Druckluft zu gewährleisten, stand ein zweiter Turbokompressor einschaltbereit zur Verfügung. Die anstehenden hohen Kosten für die Reparatur der Kompressoren und der hohe Energieverbrauch der Anlage führten zu den Investitionen in eine moderne, wirtschaftliche Versorgung. Die neue Anlage sollte folgende Anforderungen erfüllen:

• Bereitstellung von maximal 7000 Nm³/h Druckluft in drei exakt definierten Druckstufen von 4,5 bar, 6,0 bar und 8,2 bar bei variabler Mengenanforderung,

• Bereitstellung von maximal 300 Nm³/h Stickstoff mit einer Reinheit von 99,9 Vol.-%,

• Auslegung der Anlage für eine mindestens zehnjährige, kontinuierliche Versorgung,

• Planung, Bau und Betrieb der Anlage durch nur einen Anbieter.

Zur Erzeugung der erforderlichen 7000 Nm³/h Druckluft stehen acht Kompressoren mit je 1400 Nm³/h Förderleistung zur Verfügung. Die benötigte Grundlast in den jeweiligen Druckstufen erzeugen fest zugeordnete Kompressoren. Dazu wird die über 1400 Nm³/h oder ein Vielfaches hinausgehende Menge in den Drucknetzen über ein Druckregelventil aus dem jeweils höheren Netz zugespeist. So fallen keine Leerlaufzeiten an, und die Druckluftmengen lassen sich energiesparend produzieren. Gegenüber der Altanlage werden etwa 3,3 Mio. kWh jährlich eingespart. Zur Trocknung der Druckluft ist jedem Kompressor ein Adsorptionstrockner zugeordnet. Die Regeneration der Trockner erfolgt über die Wärme der verdichteten Druckluft. Das erspart einen zusätzlichen Energieaufwand. Ein Teil der vorhandenen Reservekapazität in der Drucklufterzeugung speist die PSA-Anlage (Plant Separating Air) zur Stickstofferzeugung. Bei Bedarf läßt sich die PSA-Anlage abschalten, um die Redundanzkapazität zu erhöhen und die Druckluft anderweitig zu verwenden. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn mehr als drei Kompressoren gleichzeitig ausfallen. Der Stickstoffbedarf über die produzierten 300 Nm³/h hinaus oder der gesamte Bedarf bei Abschaltung der PSA-Anlage, werden über eine Tankanlage mit Verdampfer (Kaltvergaser) druckgeregelt in das Stickstoffnetz eingespeist.

Die Gesamtanlage wird mit einer übergeordneten Steuerung Simatic PCS7 gesteuert und optimiert. Die Einzelkomponenten verfügen ebenfalls über je eine Steuerung vom Typ Simatic PCS7. So ist für die Drucklufterzeugung die Autarkie der Anlage gewährleistet. Personal vor Ort ist zum Betrieb der Anlage nicht notwendig. Alle wichtigen Betriebsdaten sowie eventuell auftretende Störungen werden via Fernübertragung sofort zu der ständig besetzten Meßwarte übertragen. Mit Hilfe der Informationen lassen sich vom Betreiber der Anlage die Wartung und Instandhaltung optimieren.

Durch die Produktion von Druckluft und Stickstoff auf dem Raffineriegelände entfallen lange Transportwege und Vorratshaltung. Zudem werden nur die Gasmengen produziert, die auch benötigt werden. Darüber hinaus ist die Erzeugung von Stickstoff durch PSA-Anlagen grundsätzlich preisgünstig, wenn der Verbraucher keine sehr hohen Reinheiten benötigt, keine tiefkalten Temperaturen erforderlich sind und eine relativ gleichmäßige Abnahme gegeben ist.

Weitere Informationen cav-290