Klare Signale für tiefe Temperaturen

Geführte Radarsensoren für die LNG-Produktion

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Am Ausgangspunkt der Nord-Stream-Pipeline in der russischen Portovaya-Bucht setzt man auf LNG, das dort tiefkalt direkt auf Schiffe verladen werden kann. Geführte Radarsensoren von Vega werden hier nach Fertigstellung einer neuen Erdgas-Verflüssigungsanlage einen wesentlichen Beitrag zu deren sicherer und effizienter Produktion leisten.

LNG-Prozesse gehören in der Prozessindustrie zu den anspruchsvollsten überhaupt. Von 40 000 bis zu 8 Mio. t kann eine einzelne Anlage jährlich produzieren. Die Größenordnung reicht von Small-Scale- bis hin zur World-Scale-Anlage. Zwei Trends zeichnen sich bei Verflüssigungsanlagen ab. Erstens: Die Zukunft kann schwimmen. Immer häufiger werden LNG-Anlagen als sogenannte Floating facilities konzipiert. Gigantische schwimmende Verflüssigungsanlagen, die mitunter Größen von mehreren Fußballfeldern erreichen, können LNG immer exakt dort erzeugen, wo Erdgas zur Verfügung steht, ohne es durch teure Pipelines vorher an Land transportieren zu müssen. Die Branche verwirklicht damit eine bis dato nicht gekannte Flexibilität und Servicequalität. Ganz nach dem Motto: Wir kommen zu euch und liefern „frei Schiff“.

Zweitens: Großanlagen zur Verflüssigung von Erdgas brauchen einen langen Atem und die Bereitschaft, hohe Investitionen zu tätigen. Aktuelle Projekte rücken daher vermehrt weg von den ganz großen Dimensionen, mit denen der Wachstumsmarkt in der Vergangenheit Ausrufezeichen setzte. Zunehmend entstehen derzeit mittlere Größen. Mit ihnen kann die Projektdauer ebenso wie das finanzielle Investment skaliert und eng an die Nachfrage angelehnt werden. So amortisiert sich die Förderung selbst in Regionen mit geringem Gasvorkommen. Bedarfsgerecht kann zu einem späteren Zeitpunkt mit vergleichsweise wenig Aufwand erweitert werden. Denn schneller, als auf der grünen Wiese zu beginnen, ist es, eine bestehende Anlage zu erweitern. Ein zusätzlicher Verdichterstrang, eine weitere Turbine oder Cold-Box, also die Kältekammer, in der das Erdgas auf minus 162 °C abgekühlt wird, erfordern im Verhältnis wenig Bürokratie.

Rundum sicher mit der Komplettmessstelle

Ebenso umfänglich, wie Linde seinem Auftraggeber den Prozessteil der Anlage übergeben wird, produziert Vega die passende Füllstandmesstechnik dafür. Eine Komplettmessstelle bestehend aus Bypass und Sensor bietet weit mehr als die Summe ihrer Teile. Sie umfasst ein auf die Prozesse abgestimmtes Messtechnikkonzept, das durch umfassende Engineering- und Serviceleistungen abgerundet wird. Von der maßgeschneiderten Auslegung bis hin zur Dokumentation und den erforderlichen Prüfzertifikaten kann Linde auf den einbaufertigen Zustand – komplett aus einer Hand – bauen. Die geführten Radarsensoren Vegaflex 86, die zumeist in Bypässen ausgeführt sind, bedeuten ebenso wie die Vegaswing 66 zur Grenzstanddetektion erhebliche Einsparungen. Diese reichen von der Planungsphase über die Möglichkeit einer einfachen Plug-and-play-Installation bis hin zum verminderten Wartungsbedarf. Die Vegaflex-Bypass-Messstellen arbeiten verschleißfrei ohne mechanisch bewegte Teile und kommen nahezu ohne Instandhaltung aus. Vormontiert und auf die vorhandenen Anlagendaten parametriert, gehören zum Lieferumfang selbst Detailauslegungen wie die Störsignalausblendung. Lediglich SIL-Funktionalitäten, so sieht es der Gesetzgeber vor, müssen live vor Ort mit dem Originalmedium, das es später zu messen gilt, abgeglichen werden.

Dokumentation inklusive

Bei der Auslegung von LNG-Anlagen gilt als oberstes Gebot, alle Anlagenteile mit ausreichender Robustheit und Leistung auszustatten. Nur so sind diese in der Lage, die komplexen Prozesse rund um die teils heiklen Medien verlässlich zu überwachen. An der Kernaufgabe hat sich mit allem technischen Fortschritt über die letzten Jahrzehnte nicht viel geändert. Indes sind die Anlagen in puncto Effizienz und Prozesssicherheit fast nicht wiederzuerkennen. Auf ihrer Reise zur LNG-Baustelle haben die georderten Füllstandsensoren ein dickes Bündel Papiere mit im Reisegepäck. Es gilt, strengen gesetzlichen Regelungen und oftmals noch strikteren länderspezifischen Vorgaben der Endkunden zu entsprechen. Das Augenmerk richtet sich dabei neben produktionstechnischen Abnahmen auf zahlreiche Zertifikate und Lizenzen.

Herausforderung Short-Track-Projekt

Das Portovaya-Projekt ist ein sogenanntes Short-Track-Projekt. „Die gesamte Anlage entsteht in ungewöhnlich kurzer Zeit“, erläutert Business Development Manager Sebastian Harbig, der bei Vega für Global Projects zuständig ist. „Die Lieferzeit war daher in hohem Maße Kriterium für die Auftragsvergabe.“ Es ist nicht das erste Mal, dass Vega den EPC-Spezialisten (Engineering, Procurement & Construction) bei mittleren oder großen Projekten unterstützt. Vega ist hierbei verantwortlich für die installationsfertige Komplettmessstelle, die kundenspezifische Dokumentation sowie alle erforderlichen Zertifikate. Gerade für internationale Projekte ist die Lieferung aus einer Hand ein Vorteil mit Multiplikationspotenzial. Denn an einem Projekt, wie dem in Portovaya, sind Linde-Teams, -Standorte und Zulieferer rund um den Globus beteiligt. Über Grenzen hinweg muss ein Rädchen wie geölt in das andere greifen. Im Umkehrschluss zieht jeder zeitliche Verzug gleich mehrere weitere nach sich.

Zwei für alle Füllstände

Maschinen in einer LNG-Anlage, besonders diejenigen, die während des Verflüssigungsprozesses eingesetzt werden, sind extremen Betriebsbedingungen ausgesetzt. Die Temperaturausdehnung ist immens zwischen dem Hochfahren und der Vollproduktion der kryogenen Prozesse. Die Komponenten unterliegen extremen Belastungen und selbst kleine Veränderungen in der Zusammensetzung des verarbeiteten natürlichen Gases können die Gesamtlaufzeit der Maschine erheblich senken.

Die in der russischen Ostseebucht nun entstehende Mid-Scale-Anlage verflüssigt Gas aus der dortigen bereits seit 2010 arbeitenden Kompressor-Station. Der Prozess zur Umwandlung von Erdgas in LNG basiert auf den drei Schritten Erdgasvorbehandlung, Gasverdichtung und Kühlung inklusive Verflüssigung. Weil Erdgas Verunreinigungen wie Wasser, Quecksilber oder korrosive Bestandteile enthält, die während der Kompressionsphase einfrieren können, muss es vorbehandelt werden. Erst hochkonzentriert darf das Methan anschließend in die Verflüssigungszüge der LNG-Anlage gelangen. In vielfältigen Lager- und Prozessbehältern überwachen während der gesamten Herstellung lediglich zwei Sensortypen die unterschiedlichsten Medien. Diese reichen von Trocken-Erdgas, kondensiertem Kohlenwasserstoff, kaltem Fackelgas, Ethan, LNG, Kohlenwasserstoffen, Brenngas bis hin zu Abwassern.

Maximale Leistung, minimaler Verlust

Für LNG-Prozesse ist gleichbleibend hohe Qualität essenziell. Im kompetitiven Umfeld muss die Industrie dennoch nach einer Balance zwischen Kostendruck und Umweltbewusstsein suchen. Für die Qualität gilt: keine Kompromisse. Einen Kostenvorteil versprechen demnach Effizienz und Anlagenverfügbarkeit, die im Wesentlichen durch Standardisierung in sämtlichen Anlagenbereichen verbessert werden. Und so stecken die geführten Radarsensoren extreme Druck- und Temperaturbedingungen zuverlässig weg. In verschiedenen Anwendungen erfassen Vibrationsgrenzschalter besonders kompakt und dabei millimetergenau die Grenzstände.

Kommunikation, die zählt

Das Global-Projects-Team von Vega, dem auch Sebastian Harbig angehört, hat sich zu einem routinierten Ansprechpartner für weltweite Anlagenprojekte entwickelt, das die entscheidenden Schnittstellen kennt. Um Anwender wirklich optimal beliefern zu können, sind immer wieder Detaillösungen wichtig, die fernab vom Daily Business liegen. Optimale Technik, das zeigt das Projekt für Portovaya, kann lediglich die verlässliche Basis sein. Die eigentliche Aufgabe erstreckt sich von der technischen Auslegung über die Angebotsphase bis hin zum regelmäßigen und vertrauensvollen Austausch mit dem Auftraggeber. Und sie endet nicht mit der Inbetriebnahme, sondern sorgt über den gesamten Lebenszyklus hinweg für Verfügbarkeit und Effizienz.

Vega Grieshaber KG

Halle 7A, Stand 102


Autorin: Claudia Homburg

Marketing,

Vega


Der Vegaflex 86 und der Vegaswing 66 sind ideal geeignet für kryogene Anwendungen
Bild: Vega

Sensoren: Für die LNG-/LPG-Prozesskette

Verflüssigungsanlagen sind relativ komplex und laufen über mehrere Stufen. In jeder ist der Füllstand eine wichtige Regelgröße, etwa um den Kompressor zu schützen. Der widerstandsfähige, geführte Radarsensor Vegaflex 86 ist ideal für diese Aufgaben, weil er unabhängig von den Medieneigenschaften wie Dichte oder Dielektrizitätszahl misst. Sein robuster, mechanischer Aufbau und eine zweite Prozessabdichtung, die sogenannte „Second Line of Defense“, schützen den Sensor.

Der Vibrationsgrenzschalter Vegaswing 66 besitzt einen patentierten induktiven Antrieb, der es mühelos schafft, die Schwinggabel auch unter extremen Temperaturbedingungen anzuregen. Der Anwender profitiert von der einfachen Handhabung des Vibrationsgrenzschalters. Ihm stehen aber trotzdem ein erweiterter Anwendungsbereich von -196 °C (wie dies im LNG-Umfeld vorkommt) sowie ein Druckbereich von -1 bis +160 bar zur Verfügung. Da der Sensor unabhängig von der Dichte, also auch bei unterschiedlichsten Produkten sicher misst, ist er perfekt für High- und High-High-Alarme auf den Cargo-Tanks.




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