Wohltemperierte Rohre

Der Autor: Alexander Schulgowski Vice President Russland/GUS/Osteuropa, Bartec

Die Kapazitäten von Lukoil-Permnefteorgsintez liegen bei 12 Mio. t Öl jährlich, der Grad der Verarbeitung erreicht 82 %. Hergestellt werden über 100 verschiedene Produkte, darunter umweltfreundliche Benzin- und Kerosinsorten, schwefelarmer Diesel, über 60 Motorenbenzinsorten, Motoröle, Paraffine, Bitumen und Schwefelsäure. Etwa 40 % der Raffinerieprodukte werden exportiert. Neben der Produktion der wichtigsten Motorenbenzinsorten aus Direktdestillaten gehört zur Raffinerie auch eine große Einheit zur Schmieröl- und Bitumenproduktion.

Schwerpunkte bei den Modernisierungen sind die Erhöhung der Produktqualität sowie die Einrichtung und der Start einer Produktion für hochwertige Basis- und Motoröle. Zu den Plänen des Unternehmens für die kommenden Jahre gehören eine weitere Modernisierung sowie die Einführung neuer Technologien, um den Grad der Ölverarbeitung auf 93 % zu erhöhen. In der jüngsten Modernisierungsphase lieferte Bartec die elektrische Begleitheizung für die Rohrleitungen im Feld der Schmieröl- und Bitumenproduktion sowie für die Gasleitungen des Brenners. Aufgabenstellung war es, die Temperatur auf einem konstanten Niveau zu halten und die Leitungen vor dem Einfrieren zu schützen.

Bartec nutzte für das Projekt Einader-Kunststoff-Heizleitungen EKL sowie Einader-Mineralisolierte-Heizleitungen EMK. Die verwendeten EKL-Heizleitungen sind äußerst flexibel, sodass die Montage in der Lukoil-Permnefteorgsintez-Raffinerie innerhalb kürzester Zeit möglich war. Selbst bei sehr niedrigen Außentemperaturen, wie sie in Russland oft vorherrschen, ist eine einfache Installation sichergestellt. Der Heizleiter ist ein Widerstandsdraht aus vernickeltem Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Schutzhülle der EKL-Heizleitungen besteht aus hochwertigem PFA (Perfluoralkoxylalkan). Sie bietet Schutz vor Korrosion und mechanischen Belastungen. Durch die verstärkte Struktur können die EKL-Heizleitungen sogar unter erhöhter mechanischer Belastung eingesetzt werden und besitzen eine hohe chemische Beständigkeit. Sie sind für den Einsatz im Ex-Bereich, wie er in der Raffinerie vorherrscht, zertifiziert und können dort besonders komfortabel eingesetzt werden. Ein Temperaturbegrenzer stellt sicher, dass die maximal zulässige Oberflächentemperatur des Heizkreises nicht überschritten wird.

Da nicht nur die Heizkabel, sondern auch das Zubehör für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich zertifiziert sein musste, kamen nur zwei Möglichkeiten für den Anschluss der EKL-Heizleitungen infrage: die Anschlussmuffe D sowie das Anschlusssystem Plexo. Die Anschlussmuffe D besitzt eine hohe chemische Beständigkeit. Sie dient zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den einadrigen Heizleitungen EKL. Der zulässige Haltetemperaturbereich ist maximal +170 °C (abhängig von der Strombelastung). Der maximal zulässige Gesamtstrom ist 20 A.

Die zweite Option hingegen, Plexo, ist ein steckbares Anschlusssystem für Heizleitungen, das im explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt werden kann. Der Zeitaufwand sowie die Kosten für die Montage können mithilfe dieser Technik deutlich reduziert werden. Wartungsarbeiten oder auch spätere Änderungen am Heizkreis können mit großer Effizienz durchgeführt werden. Der Anschluss von Heizleitungs- und Stromversorgungskabeln erfolgt über sichere Federklemmen. Durch Federkraft wird der erforderliche Anpressdruck für die Kontaktierung des Schutzgeflechtes erzeugt, aufwendiges Aufspleißen und Verdrillen entfällt. Ein ausgeklügeltes Dichtsystem bietet sicheren Schutz vor extremen Umwelteinflüssen. Die Flexibilität des Systems erlaubt sowohl die direkte Verbindung der Heizleitung mit der Anschlussleitung als auch den Anschluss an einen Ex-Klemmenkasten. Zwei ähnliche Heizleitungen können ebenfalls steckbar über eine entsprechende Verbindungsmuffe zusammengeführt werden. Der Heizleitungsabschluss kann optional mit Steckkontakten ausgerüstet werden, was eine nachträgliche Verlängerung des Heizkreises erleichtert. Es waren schließlich vor allem die schnelle und einfache Montage sowie die einfache Wartung des Plexo-Anschlusssystems, die Lukoil-Permnefteorgsintez zur Wahl dieser Methode bewogen haben.

Die ebenfalls verwendeten Einader-Mineralisolierte-Heizleitungen EMK sind mechanisch äußerst robust und benötigen deshalb keinen zusätzlichen Schutz. Weitere Vorteile für den idealen Einsatz in einer Raffinerie waren außerdem die hohe konstante Leistungsabgabe pro Meter, Temperaturbeständigkeit bis +650 °C sowie eine hohe chemische Beständigkeit. Beim Anlegen der Versorgungsspannung an die Widerstandslitze wird Stromwärme erzeugt. Die Wärmemenge ist abhängig vom Widerstandswert der Heizleitung und der Versorgungsspannung. Für den Anschluss der EMK-Heizleitungen wurden speziell für den Ex-Bereich konzipierte Anschlusssets genutzt, die aus Heizkreisanschlussgehäusen für die erforderliche Anschlussart sowie Kaltenden und Übergangsmuffen in der erforderlichen Anzahl bestehen.

Bartec als Systemanbieter lieferte jedoch nicht nur die Heizleitungen und Anschlusssysteme, sondern auch die benötigte Regeltechnik. Das verwendete System Depu sorgt für Temperaturregelung, -begrenzung und Leistungsstellung in einem Gerät. Es ist Atex-zertifiziert und zugelassen für den Einsatz im Ex-Bereich. Der Regler ist als Zweipunktregler ausgeführt, sodass zwei Sollwerte festgelegt werden können. Anhand des ersten Sollwertes (Haltetemperatur) regelt die integrierte Leistungsregelungseinheit die Stromversorgung des Heizbandes. Der zweite Sollwert (Alarmtemperatur) ermöglicht das Auslösen eines Alarmsignals, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert übersteigt oder unterschreitet. Der Temperaturbegrenzer fungiert als autonomes System parallel zum Temperaturregler. Sein Sollwert legt die Grenztemperatur für die Heizleitung fest (Hot Spot).

Mit der Leistungsregelungseinheit kann die Wärmeabgabe an die Länge des Heizkreises mit Festwiderstands-Heizleitungen angepasst werden. Dies stellt eine große Flexibilität sicher, falls eine Erweiterung oder Reduzierung des Heizkreises erforderlich werden sollte. Von den hellen LED-Anzeigen lassen sich die aktuelle Temperatur des beheizten Rohres sowie die festgelegte Grenztemperatur ablesen.

Sollten Störungen auftreten, z. B. ein Überschwingen oder Unterschwingen der Temperatur, Normabweichungen oder Kurzschlüsse und thermische Überbelastungen, werden diese Störungen vom Gerät erkannt. Solche Störungen werden visuell angezeigt, der Heizkreis wird ausgeschaltet und über einen potenzialfreien Kontakt wird eine Gruppenfehlermeldung ausgegeben. Aufgrund dieser Eigenschaften war der Depu-Regler die ideale Lösung. Er stellt einen ökonomischen Betrieb sicher und lässt sich im explosionsgefährdeten Bereich flexibel einsetzen.

Online-Info: www.cav.de/0511432