Sichere Bestimmung des Tankinhalts

Füllstandmessung von LNG auf See

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LNG und LPG gehören zu den vielversprechenden Quellen für eine emissionsärmere Mobilität der Zukunft: Als Schweröl-Alternative auf den Weltmeeren ebenso wie anstelle von Diesel auf unseren Straßen. Wenn dieser Tage vermehrt LNG-Container-, Kreuzfahrtschiffe und Fähren vom Stapel laufen, dann gehen besonders kälteunempfindliche Füllstandsensoren von Vega mit auf große Fahrt.

Flüssiggas boomt – allen voran in der Schifffahrt. Denn dort ist es nicht nur die bislang unerreichte Größe, die die neue Generation an Container- und Kreuzfahrtschiffen außergewöhnlich macht. Bemerkenswert sind auch die neuen Antriebskonzepte der Branche. Denn ein Teil von ihnen quert die Weltmeere heute mit Erdgas. Aber nicht nur Schiffsbetreiber erkennen die ökologischen und zunehmend auch ökonomischen Vorteile von Liquefied Natural Gas (LNG) und Liquefied Petroleum Gas (LPG) gegenüber konventionellen Treibstoffen. Auch für Lkw-Flotten wird Flüssiggas attraktiver. Durch Abkühlen auf -162 °C verflüssigt, erreicht die Dichte von LNG stattliche 450 kg/m3: Das ist 600 mal mehr, als zuvor in ursprünglicher Form, gleichzeitig reduziert sich das Volumen um das 600-Fache. Mit einem LNG-Schiff lässt sich somit deutlich mehr Energie von A nach B transportieren, als mit einem vergleichbaren Öltanker.

Sicherheit an erster Stelle

Beim Umgang mit verflüssigten Gasen steht Sicherheit an erster Stelle. Der Stoff ist nicht nur tiefkalt, sondern brennbar und explosiv. Automatisierungssysteme spielen daher bei Lagerung, Lieferung und Einsatz an den Abfüllanlagen eine besondere Rolle. Gelieferte Sensordaten wiederum bilden die Basis für deren Qualität und Zuverlässigkeit. Ihre Auswertung hilft, potenzielle Risiken zu reduzieren. Sie schaffen Sicherheit und stehen daneben zur Verfügung, um Prozesse optimal auszulasten, um Zeit und Kosten zu reduzieren.

Im Einsatz auf See und bei der Regasifizierung sind es nicht nur die extremen Temperaturen, die den Messgeräten einiges abverlangen. Die Produkte der Petrochemie sind durch die Bank schwierig zu messen und zeichnen sich durch kleine Dielektrizitätskonstanten aus. Je kleiner der DK-Wert, desto anspruchsvoller wird die exakte Radarmessung. Die Füllstand- und Druckmesstechnik, die hier sicheren und zuverlässigen Durchblick verschafft, muss daher gleich unter mehreren Aspekten bestens gewappnet sein.

Mechanisch entkoppelt

Radarsensoren mit 80 GHz wie der Vegapuls 64 eignen sich zur berührungslosen Messung, da sie den Füllstand unabhängig von Temperatur, Druck und Dichte erfassen. Vom Gehäusekopf bis hin zur Messzelle sind sie maximal robust gefertigt und bis ins letzte Detail hochwertig ausgestattet. Kernstück ist ihr Metallaufbau aus beständigem Edelstahl, der die empfindliche Elektronik im Gehäuseinneren thermisch entkoppelt. Aufgrund der sichereren Abschirmung vom Prozess ermöglicht der Sensor einen Einsatz bis zu Prozesstemperaturen von -196 °C. Das besonders geschützte Gehäuse sowie die frontbündige Antennenabdeckung aus PTFE eignen sich neben kryogenen Anwendungen auch für sicheres Messen in aggressiven Medien, seien es Säuren, Laugen oder abrasive Medien.

Dynamik in Sicht

Einen Unterschied macht auch die ausgezeichnete Dynamik des hochfrequenten Radarsensors. Weil verflüssigte Gase aufgrund ihrer kleinen DK-Zahlen die ausgehenden Sendesignale nur sehr schwach reflektieren, müssen sie in der Lage sein, auch kleinste Reflexionen zuverlässig zu erfassen. Mit 120 dB gelingt dies den Radarsensoren mit 80 GHz besonders sicher. Aufgrund ihres hohen Dynamikbereichs zeichnen sie sich bei der Erfassung kleinster Signale immer wieder aus. Dies gilt speziell für Messungen von Kohlenwasserstoffen. Praktisch alle Medien in der Petrochemie, von Rohöl bis hin zu tiefkalten Flüssiggasen, messen sie trotz deren geringen Reflexionseigenschaften mit hoher Zuverlässigkeit.

Bis auf den Behälterboden

Kryo-Behälter sind zumeist gut isoliert. Typisch für Flüssiggasanwendungen ist die Vorgabe, dass Sensoren über eine Armatur vom Prozess trennbar sein müssen, ohne dass hierfür der Prozess unterbrochen werden muss. Gerade auf Flüssiggastanks an Land ist diese Anforderung Pflicht. Für Radarfüllstandmessgeräte bedeutet das, dass sie montiert auf Kugelhähnen eingesetzt werden. Zu den Stärken des Vegapuls 64 zählt seine spezielle Fokussierung. Dadurch ist der Einfluss durch Kugelhähne deutlich geringer. Er verursacht keinerlei Störreflexionen. Sicher misst der 80-GHz-Radarsensor die exakte Füllhöhe auch vorbei an Behältereinbauten und ist dabei sogar unempfindlich gegen Kondensat und Anhaftungen.

Eine Branche steuert um

Noch ist Flüssiggas als Schiffstreibstoff eine Nische. Auf See fahren die Containerriesen in der Mehrheit nach wie vor mit einer Mischung aus Schwer- und Dieselöl, weil das Umrüsten auf LNG teuer wäre. Doch die Gesetzgebung wird strenger und LNG gilt in der Transportbranche als Sprit der Zukunft. Mit einem Reigen an Vorteilen: Vom Feinstaub, der gegen Null geht, bis hin zu erheblich geringerer Emission von Treibhausgasen. Im Havariefall schädigen weder LNG noch LPG die Wasserqualität der Meere, noch sind sie giftig für Wasserorganismen. Wird es kritisch, dann besteht, solange kein Funke in der Nähe ist, die große Chance, dass sich die Gase einfach verflüchtigen und verdunsten.

Auch auf See sind für den sicheren Betrieb von Prozessen einige Messwerte bedeutender als andere – zumal, wenn es sich um eiskalte und auch brennbare Transportgüter handelt. Gerade bei der Verbesserung der Betriebssicherheit der „kritischen Anlagen“ eines Schiffes gewinnen die kontinuierliche Messung von Füllständen und Prozessdrücken sowie die Überwachung mehrerer Stufen des Verflüssigungsprozesses an Bedeutung. Anwendungen in jedwedem Tank gewinnen auf dieser Grundlage an Effizienz und werden sicherer. Denn Sicherheit ist auch auf See kein konservierbarer Zustand, sondern bleibt ein kontinuierlicher Prozess.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cavPC119vega

Halle 3, Stand C60


Autorin: Claudia Homburg

Marketing,

Vega Grieshaber




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