Pumpenüberwachung im Verladebereich

Stündlich werden bei der Mitteldeutschen Erdölraffinerie 1250 t Rohöl in aufwändigen Verfahrensprozessen verarbeitet. Aus einem eine Million Kubikmeter fassenden Tanklager werden Tanklastzüge und Kesselwagen befüllt, wobei letztere auf der Schiene stehend einzeln verwogen werden. Für die exakte Bestimmung der Füllmenge reicht das Gewicht allein nicht aus, denn bei ansteigenden Temperaturen nimmt das Volumen der Medien zu. Daher wird beim Befüllen der Leitung eine kleine Menge des Endprodukts abgezweigt, die Dichte bestimmt, und das Ganze wieder in die Hauptleitung zurückgepumpt. Entscheidend für die Funktionsfähigkeit der Pumpe im Messkreislauf ist der ununterbrochene Zufluss, ohne den sie trockenläuft und sich festsetzt. Um dies zu verhindern, ist vor der Pumpe ein Sensor eingebaut, der den Durchfluss permanent überwacht. Von diesem Sensor ist absolute Zuverlässigkeit unter schwierigen Betriebsbedingungen, wie extremen Temperaturschwankungen und enormen Drücken gefordert – und dies alles im explosionsgefährdeten Bereich.

Durch die Abfüll- und die Messleitung fließen unterschiedlichste Medien, beispielsweise Bitumen und Benzin. Im Winter kühlen sich die Behälter ab, im Sommer können sie sich stark aufheizen. Zähflüssige Medien müssen sogar künstlich erwärmt werden, damit die Masse überhaupt gepumpt werden kann. Hier wird durch die Beheizung bei einem kurzen Volumenstop das Medium lokal und kurzzeitig von 50 auf 130 °C aufgeheizt. Dies bedeutet für die Sensoren, dass sie auch über die normalen Betriebsbedingungen hinaus dieser Belastung standhalten müssen. Bei der Auswahl des Sensors müssen daher die Randbedingungen genau berücksichtigt werden.

Statt mit verschleißanfälligen, mechanisch bewegten Teilen arbeitet der zur Pumpenüberwachung eingesetzte EGE-Sensor nach dem thermodynamischen Prinzip. Dabei wird der Messfühler um einige Grade gegenüber dem Medium, in das er hineinragt, aufgeheizt. Fließt das Medium, wird ein Teil der im Fühler erzeugten Wärme abgeführt. Aus der Differenz zwischen der Medientemperatur und der Temperatur, die sich am Fühler ergibt, lässt sich für jedes Medium der Strömungszustand ableiten. Die Sensoren sind je nach Anwendung in den verschiedensten widerstandsfähigen Materialien lieferbar, und können auch in chemisch aggressiven Medien, bei hohen Drücken und Temperaturen bis 130 °C eingesetzt werden.

Der für den Trockenlaufschutz bei der Mitteldeutschen Raffinerie verwendete Strömungswächter Ex STS 103 K ist aus hochwertigem Edelstahl 1.4571 gefertigt und für Drücke bis 60 bar zugelassen. Regelmäßige Prüfzeugnisse dokumentieren die gleichbleibend hohe Materialqualität. Mit der Kennzeichnung EEx ia IIC T6 ist der Sensor für explosionsgefährdete Bereiche Zone 0 zugelassen. Ob geflanscht oder geschraubt, in jedem Fall sitzt er dank des G-Rohrgewindes (DIN IS0 228) sicher in der Rohrleitung. Spezielle Gummi-/ Stahldichtungen widerstehen auch hohen Drücken. Das Auswertegerät befindet sich außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs. Es ist bauartgeprüft und besitzt die Kennzeichnung [EEx ia] IIC. Alle Leitungen des Sensors werden über eine Drahtbruch- und Kurzschlussüberwachung laufend kontrolliert. Der eigensichere Stromkreis ist galvanisch vom Netzstromkreis getrennt.