Überfüllschutz für abgelegene Tanklager

Autor Erdem Boecekli Produktmanager Füllstand, Emerson Process Management

Viele Anwender setzen bei der Tanklagerüberwachung auf eine Kombination aus geführter Mikrowelle (GWR) zur kontinuierlichen Füllstandüberwachung und Vibrationsgrenzschaltern für die Hoch- und Tiefalarme. Allerdings behindert eine fehlende Kabelinfrastruktur den Einsatz verbesserter Füllstandinstrumentierung, die die abgelegenen Tanks verbindet. Die Kosten für eine Neuverkabelung umfassen Rohrleitungen, Kabeltrassen und das Ausheben von Gräben, die erheblich und oft extrem kostenintensiv sein können. Zudem muss die Anlage bei allen Unannehmlichkeiten und Problemen weiterlaufen.

Die WirelessHart-Technologie löst viele dieser Probleme, die mit Installationen an abgelegenen Standorten verbunden sind. Da es bislang jedoch keine wirelessfähigen GWR-Geräte auf dem Markt gab, konnten diese nicht zur Lösung dieses speziellen Problems eingesetzt werden. Emerson hat die Schwierigkeiten der Signalstärke, des Energieverbrauchs und der Batterielebensdauer in den Griff bekommen und jetzt mit dem Rosemount-3308-WirelessHart einen voll integrierten GWR-Transmitter für die kontinuierliche Füllstand- und Trennschichtüberwachung entwickelt.

Für das Bedienpersonal von Tanklagern ist die Maximierung der Tankkapazität bei gleichzeitiger Minimierung der Risiken hinsichtlich gefährlicher Verschüttung und Überfüllung eine Herausforderung. Geführte Mikrowellen sind präzise, zuverlässig und werden für diese Anwendungen zunehmend eingesetzt. Die von ihnen gelieferten Füllstandwerte werden für das Bestandsmanagement und zur Generierung von Hochalarmen zwecks Vermeidung möglicher Überfüllungen genutzt. Ebenso werden sie zur Alarmgebung bei niedrigen Füllständen eingesetzt, um eine potenzielle Überhitzung der Pumpen zu vermeiden.

WirelessHart-Grenzschalter können ebenso für Hochalarme in der Überfüllsicherung installiert werden. In Kombination mit einem GWR fungieren sie als Notabschalter.

Geführte Mikrowellen sind ideal für mit Öl, Kondensat, Wasser oder Chemikalien gefüllte Lager- und Puffertanks und messen Füllstand sowie Trennschicht in Abscheidern. Auch sind sie eine gute Wahl für Abfallbehälter und unterirdische Tanks.

Viele Tanklager befinden sich an abgelegenen Standorten, wo eine verkabelte Infrastruktur oftmals nicht verfügbar ist. Obwohl Wireless-Vibrationsgrenzschalter auf Basis der Schwinggabeltechnologie bereits vor über drei Jahren eingeführt wurden, sind Wireless-GWR-Geräte erst seit Kurzem verfügbar.

Die Wireless-Füllstandmessumformer können vom Gateway konfiguriert und abgerufen werden. Für gewöhnlich sind sie in nur einigen Stunden installiert und in Betrieb genommen und übermitteln zuverlässig über ein WirelessHart-Netzwerk Daten ins Leitsystem. Statusinformationen und Gerätediagnostik sind vom Kontrollraum auf einfache Weise abrufbar. Durch die Vermeidung unnötiger Einsätze im Feld wird der Wartungsbedarf reduziert und die Sicherheit des Anlagenpersonals erhöht.

In vorhandenen Installationen bewirkt der Ersatz alter Technologie durch diese Füllstandmessgeräte eine verminderte Wartung und präzise Messungen. Wo keine Verkabelung vorhanden ist, bietet WirelessHart einen einfachen und kostengünstigen Weg zur effektiven Überwachung von Tanklagern.

Der Rosemount 3308 WirelessHart GWR-Transmitter eignet sich für die kontinuierliche Füllstand- und Trennschichtüberwachung. Er bietet erweiterte Konfiguration und Diagnostik. Er stellt einen einfachen und kostengünstigen Weg dar, Einblick in eine breite Palette von Anwendungen zu erlangen. Eine Erhöhung der Sicherheit von Anlage und Bedienpersonal sowie eine verbesserte Prozesseffizienz sind die Folge. Der Technologietransfer von den kabelgebundenen GWR-Messumformerserien 3300 und 5300 auf die Wirelessgeräte ermöglichte eine lange Batterielaufzeit ohne Kompromisse hinsichtlich Messzuverlässigkeit. Durch Kombination von Low-Power-Schaltungstechnik mit einer speziellen Direct-Switch-Technologie (elektrisch gekoppelte Sende- und Empfangskanäle) werden Stromverbrauch und Signalstärke für eine optimale Performance ausbalanciert – das Ergebnis ist eine Batterielaufzeit von ca. neun Jahren. Die Batterielebensdauer kann per Fernabfrage überprüft werden, und die erweiterten EDDLs helfen bei der Vermeidung von Fehlern durch eine Schritt-für-Schritt-Konfiguration vom Kontrollraum oder einem anderen zentralen Ort aus.

Es ist empfehlenswert, alle Tanks mit unabhängigen Grenzwertschaltern für eine Überfüllsicherung zu versehen. Dies bietet Sicherheit vor Überlaufen bei Problemen bzgl. Erfassung des Inhaltes oder im Falle eines Fehlers bei der Umrechnung der Füllstandmessung in volumetrischen Inhalt. Alarme werden von fest positionierten Grenzwertschaltern innerhalb des Tanks erzeugt. Sie arbeiten, wenn sie mit der Flüssigkeit in Kontakt kommen. Diese sollten zusätzlich zu den vom Messwert abgeleiteten Hochfüllstandalarmen genutzt werden.

Oft ist die Kombination aus geführten Mikrowellen für kontinuierliche Füllstandüberwachung und Vibrationsgrenzschaltern für Hoch- und Tiefalarme die beste Lösung. Ein gutes Beispiel für einen WirelessHart-fähigen Vibrationsgrenzschalter ist Emersons Rosemount 2160. Einsetzbar für fast alle Flüssigkeitsanwendungen, ist er nahezu unbeeinflusst von Änderungen im Durchfluss oder Produktänderungen. Der Vibrationsgrenzschalter ist einfach zu installieren und zu warten, ein integriertes LCD-Display zeigt Ausgangszustände, und die Diagnosefunktion liefert präzise Informationen über Veränderungen der Prozessbedingungen in Echtzeit. Jegliche Belagbildung, Verstopfung oder Korrosion wird unverzüglich durch eine veränderte Schwinggabelfrequenz angezeigt – ein Hinweis auf notwendige Wartung. Typische Anwendungen beinhalten Überfüllschutz, Hoch- und Tiefalarme, Pumpenkontrolle (Limit-Erkennung) und Pumpenschutz sowie Leerrohrerkennung.

Die Emerson WirelessHart-Füllstandgeräte wurden vom TÜV Nord für Füllstandüberwachungen nach dem Wasserhaushaltsgesetz zugelassen und können somit als Überfüllschutz nach den aktuellen Bestimmungen verwendet werden.

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