Erstellung und Umsetzung eines Dichtheitskonzeptes für Raffineriepumpen

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1 Erstellung und Umsetzung eines Dichtheitskonzeptes für Raffineriepumpen Graz, OMV Refining & Marketing Mehr bewegen. Inhalt 1. Einleitung 2. Vorstellung OMV Deutschland GmbH 3. Umsetzung der TA Luft 4. Anforderungen an die Technische Dichtheit 5. Dichtsysteme in der Raffinerie 6. Zusammenfassung 2 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

2 Einleitung Betrieb von ca Pumpen in den Anlagen der OMV D Überwiegende Förderung von brennbaren und leichtentzündlichen Medien Beseitigung von Dichtungsleckagen hat hohe Priorität Schutz der Mitarbeiter Schutz der Umwelt Erfüllung gesetzlicher Auflagen Erstellung eines Konzepts zur Erhöhung der Dichtheit von Raffineriepumpen 3 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Vorstellung OMV Deutschland GmbH Standorte 4 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

3 Vorstellung OMV Deutschland GmbH 5 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Vorstellung OMV Deutschland GmbH 6 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

4 Vorstellung OMV Deutschland GmbH 7 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Umsetzung der TA-Luft 8 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

5 Umsetzung der TA-Luft Punkt der TA Luft Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft Gasförmige Emissionen beim Verarbeiten, Fördern, Umfüllen oder Lagern von flüssigen organischen Stoffen. Beim Verarbeiten, Fördern, Umfüllen oder Lagern von flüssigen organischen Stoffen, die a) bei einer Temperatur von 293,15 K einen Dampfdruck von 1,3 kpa oder mehr haben, b) einen Massengehalt von mehr als 1 von Hundert an Stoffen nach Nummer Klasse I, Nummer Klasse II oder III oder Nummer enthalten, c) einen Massengehalt von mehr als 10 mg je kg an Stoffen nach Nummer Klasse I oder Nummer enthalten oder d) Stoffe nach Nummer enthalten, sind die unter den Nummern bis genannten Maßnahmen zur Vermeidung und Verminderung der Emissionen anzuwenden. 9 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Umsetzung der TA-Luft Entsprechend Abschnitt Pumpen sind technisch dichte Pumpen wie Spaltrohrmotorpumpen, Pumpen mit Magnetkupplung, Pumpen mit Mehrfach-Gleitringdichtung und Vorlageoder Sperrmedium, Pumpen mit Mehrfach-Gleitringdichtung und atmosphärenseitig trockenlaufender Dichtung, Membranpumpen oder Faltenbalgpumpen zu verwenden. 10 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

6 Umsetzung der TA-Luft 140 Anzahl Dichtungen Raffinerie Petrochemie Tanklager Versorungsanlagen TA Luft konform Können bis zum Ersatz weiterbetrieben werden Bis 2014 umzurüsten OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Umsetzung der TA-Luft Anzahl Dichtungen Raffinerie Petrochemie Tanklager Versorungsanlagen Einfachdichtungen und Packungen Doppeldichtungen und hermetisch dicht 12 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

7 Umsetzung der TA-Luft Raffinerieteil Ausrüstung von 45 derzeit nicht TA Luft konformen Kreiselpumpen des Raffinerieteils mit drucküberlagerten flüssigkeitsgeschmierten Doppeldichtungen Nachspeisung des Sperrmediums erfolgt über Versorgungsleitung von der zentralen Sperreinheit und zu den Pumpen Sperrmedium OMV- Öl EBV Sealfluid SH2 Bei 5 Pumpen erfolgt die Ausrüstung mit Stickstoff gesperrten Gasdoppeldichtungen 13 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Umsetzung der TA-Luft Petrochemie Die Pumpen entsprechen in ihrer Ausrüstung mit doppelt wirkenden Gleitringdichtungen bzw. in ihrer Bauart als Magnetund Spaltrohrmotorpumpen nahezu vollständig den Anforderungen der TA Luft. unklaren TA Luft- Bewertung für Laugen und Waschlösungen (MEA) Problem Methanol als Sperrmedium Ausrüstung der neuen Anlage (Erzeugung von Ethylen und Propylen ) mit Magnet- und Spaltrohrmotorpumpen 14 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

8 Umsetzung der TA-Luft Tanklager derzeit 70 nicht TA Luft- konforme und bis 2014 umzurüstende Dichtungen fehlende MSR- technische Anbindung der Pumpenstandorte Installation eines kabellosen Netzwerkes mögliche Alternative Bedienaufwand bei Ersatz der Einfach- durch Doppeldichtungen für das Anlagenpersonal zum Nachfüllen der Sperrsysteme 15 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Anforderungen an die Technische Dichtheit TRB 801 Technische Regeln zur Druckbehälterverordnung Flüssiggaslagerbehälteranlagen schreibt für Flüssiggaspumpen eine hochwertige dynamische Abdichtung gegenüber dem Gehäuse vor Maßnahmen zur Alarmierung und Abschaltung der Drucküberwachung des Sperrmediums werden festgelegt Umsetzung der EU- Richtlinie 1999/92 EG (ATEX137) und Inkrafttreten der Betriebssicherheitsverordnung am Durch technisch dichte bzw. dauerhaft technisch dichte Anlagen gem. EX-RL, geeignete Lüftungskonzepte und Dichtigkeitsprüfungen wird das Auftreten explosionsfähiger Atmosphäre weitestgehend vermieden. 16 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

9 Anforderungen an die Technische Dichtheit Festlegung der explosionsgefährdeten Bereiche im allgemeinen Teil des Explosionsschutzdokumentes der OMV Deutschland: Für alle Prozessanlagen im Freien, in denen brennbare Flüssigkeiten verarbeitet werden, ist keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre (g.e.a.) zu erwarten. Dies gilt sowohl für auf Dauer technische dichte Anlagenteile (z.b. Pumpen mit Magnetkupplung) als auch für technisch dichte Armaturen sowie für technisch dichte lösbare Verbindungen von Rohrleitungen, die betriebsmäßig nicht oder nur selten gelöst werden, z.b. Ventile mit verschlossenem Auslaufende (Schraubkappe oder Blindflansch). Um Pumpen, die als technisch dicht gelten, ist ein explosionsgefährdeter Bereich nach den TRbF 20, Pkt , Absatz 2 bis 7 vorzusehen. 17 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Anforderungen an die Technische Dichtheit Beispiel Ex-Zonen-Plan, Technisch dichte Pumpen Zone 2 (T3) 01G008A/B Pumpe technisch dicht Explosionsgefährdeter Bereich: 1,6 m Radius um die Gleitringdichtung und nach unten bis zum Boden ist Zone 2 gem. TRBF 20 Pkt (2) Gefährdungsbeurteilung Anhang A2-D4 18 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

10 Anforderungen an die Technische Dichtheit Beispiel Ex-Zonen-Plan, Dauerhaft technisch dichte Pumpen 19 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Anforderungen an die Technische Dichtheit Beispiel Ex-Zonen-Plan, Dauerhaft technisch dichte Pumpen mit Methanol als Sperrmedium Zone 2 (T3) 07G211A/B Pumpe technisch dicht, mit doppelt wirkender Gleitringdichtung Sperrmedium Methanol Explosionsgefährdeter Bereich: 0,5 m Radius um die Gleitringdichtung und nach unten bis zum Boden ist Zone 2 gem. TRBF 20 Pkt (2) Gefährdungsbeurteilung Anhang A2-D4 20 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

11 Anforderungen an die Technische Dichtheit Ex-Zonen-Plan, Seitenansicht Pumpen (exemplarisch) 21 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie Medium Bei Produkten ohne oder nur mit geringem Feststoffgehalt Einsatz hermetisch dichter Pumpen möglich Bei Förderung von Kokspartikeln und anderen Feststoffen werden Pumpen mit Wellenabdichtungen bevorzugt Verwendung von hermetisch dichten Pumpen bei krebserregenden Stoffen (z.b. Benzol) 22 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

12 Dichtsysteme in der Raffinerie Antriebsleistung Einsatz von Spaltrohrmotorpumpen und Magnetpumpen konventioneller Bauart bis ca. 50 kw auf Grund relativ schlechten Wirkungsgrades Pumpen höherer Leistungsaufnahme werden mit flüssigkeitsund gasgesperrten Gleitringdichtung ausgerüstet. Ausnahme bilden Pumpen mit Magnetantrieben des Typs Nova Magnetics der Firma EagleBurgmann bis 250kW Leistung Bei Austausch von Pumpen oft Kabel limitierend 23 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie Erkennung von Leckagen Bei Einfachdichtungen nur im Rahmen von Anlagenrundgängen möglich, keine permanente Überwachung Überwachung von Doppeldichtungen oder hermetisch dichten Pumpen erhöht Betriebssicherheit Kurzfristig und unerwartet auftretende Schäden an anderen Bauteilen (z.b. Pumpen- und Motorlagerung, Kupplung, Welle) oder Prozessprobleme (z.b. Förderbedingungen, verlegte Saugsiebe) werden darüber erkannt 24 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

13 Dichtsysteme in der Raffinerie Betriebsdauer Bei diskontinuierlich betriebenen Pumpen, z.b. Verladepumpen, können auf Grund der verhältnismäßig geringen Laufzeit die Vorteile der hermetischen Dichtheit gegenüber Wirkungsgradverlusten überwiegen Dann Einsatz von Spaltrohrmotorpumpen und Magnetpumpen konventioneller Bauart auch bei höheren Leistungen 25 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie Betriebstemperatur Förderung von tiefkalten Medien unter -50 C mittels Spaltrohrmotorpumpe gewinnt an Bedeutung (Problem TA Luft-Einstufung Methanol) Bei Betriebstemperaturen > 150 C werden in der Regel Gleitringdichtungen bevorzugt. Dies betrifft vorrangig den Raffinerieteil. In der Petrochemie fehlen die entsprechenden Anwendungen. Einzige Ausnahme sind die Pumpen zur Förderung von Quenchöl bei 200 C. 26 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

14 Dichtsysteme in der Raffinerie Prozessverträglichkeit des Sperrmediums Derzeit 3 Pumpen bei -105 C zur Förderung von Ethylen mit Methanol Sperrmedium in Betrieb Methanol ist Katalysatorgift in den weiterverarbeitenden Kunststoffanlagen Ersatz durch hermetisch dichte Pumpen wird angestrebt Stickstoffgesperrte Gasdichtungen eventuell Alternative Problem der Anreicherung inerter Gase im Prozess 27 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie Verfügbarkeit im Reparaturfall Spaltrohrmotorpumpen stellen im Reparaturfall bei größerem Schadensausmaß (z.b. Motorschaden) durch die längere Reparaturdauer im Vergleich zu Gleitringdichtungspumpen ein Problem dar. Bevorratung kompletter Ersatz- Spaltrohrmotorpumpen Zunehmender Verzicht auf Ersatzpumpen durch gute Betriebserfahrungen 28 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

15 Dichtsysteme in der Raffinerie Reparatur durch Vorort-Instandhaltungspersonal Reparaturen an flüssigkeitsgesperrten Gleitringdichtungen stellen für das eigene Instandhaltungspersonal kein Problem dar. Für gasgesperrte Gleitringdichtungen wird von den Herstellern eine Überholung in den Servicecentern gefordert. Durch die längere Reparaturdauer und damit erforderlichen höheren Ersatzdichtungsbestand sowie die im Vergleich zu Flüssigkeitsdichtungen wesentlich höheren Reparaturkosten ist die Akzeptanz dieser Dichtungen abnehmend. 29 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie Empfindlichkeit gegen schwankende Betriebsbedingungen Hermetisch dichte Pumpen sind auf Grund ihrer mediengeschmierten Lager empfindlich gegen schwankende Betriebsbedingungen. Dies betrifft vor allem die Förderung von Produkten nahe am Dampfdruck. Das mögliche Schadensausmaß ist in extremen Fällen relativ groß. Wälzgelagerte Gleitringdichtungspumpen (mit drucküberlagerten Sperrmedium) sind bedeutend unempfindlicher. Bei mediengeschmierten Pumpen optimale Auslegung und Absicherung der spezifizierten Betriebsbedingungen erforderlich (z.b. NPSH Pumpe und Anlage, minimale und maximale Fördermenge, Druckschwankungen im saugseitigem System, Teilstromkühlung, Entlüftung). 30 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

16 Dichtsysteme in der Raffinerie Aufwand für Bedienpersonal Bei Einsatz von flüssigkeitsgesperrten Gleitringdichtungen deutlich höherer Aufwand für Bestellung, Lieferung, Bevorratung und Nachfüllen des Sperrmediums gegenüber gasgesperrten sowie hermetisch dichten Pumpen Selbst unter Verwendung zentraler Sperrsystemen ist dieser Aufwand nicht zu vernachlässigen Hinzu kommt beim Einsatz von Druckübersetzern und Thermosiphonbehältern die Notwendigkeit der optischen Kontrolle der Füllstände an den Schaugläsern während der Anlagenrundgänge. Auf entsprechende Alarmierungen bei Undichtigkeiten oder zum Nachfüllen der Vorratsbehälter muss zeitnah reagiert werden. 31 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie Lärm Spaltrohrmotorpumpen zeichnen sich durch lärmarmen Betrieb aus. Bei Pumpen mit konventionellen luftgekühlten Motoren hoher Aufwand für Schallschutz erforderlich Auch Wartung und Instandhaltung wird durch die Einhausungen wesentlich erschwert. Beispiel: OMV Tanklager Feldkirchen in der Nachbarschaft von Wohngebieten 32 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

17 Dichtsysteme in der Raffinerie Beispiel: Umrüstung von Pumpen des Raffinerieteils 45 Pumpen des Raffinerieteils zur Erfüllung der Anforderungen aus TA Luft und Betriebssicherheitsverordnung Umrüstung sämtlicher Einfachdichtungen auf flüssigkeitsgesperrte, drucküberlagerte doppelte Gleitringdichtungen Sperrsystem: modifizierte Installation nach API Plan 53B 33 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie 34 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

18 Dichtsysteme in der Raffinerie 35 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Dichtsysteme in der Raffinerie 36 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

19 Dichtsysteme in der Raffinerie 37 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Zusammenfassung 38 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,

20 Zusammenfassung Bei der Auswahl von Pumpen deren Dichtsystemen sowohl im Rahmen von Ersatz- und Neubeschaffungen als auch beim Austausch von bestehenden Gleitringdichtungssystemen müssen eine Vielzahl von Randbedingungen beachtet werden. 38 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert, Zusammenfassung Bei der Auswahl von Pumpen deren Dichtsystemen sowohl im Rahmen von Ersatz- und Neubeschaffungen als auch beim Austausch von bestehenden Gleitringdichtungssystemen müssen eine Vielzahl von Randbedingungen beachtet werden. Für die Umsetzung derartiger Projekte ist neben den Erfahrungen des Instandhaltungspersonals ein enges Zusammenwirken von Produktion, Verfahrenstechnik, Projektingenieuren auf der einen und Herstellern auf der anderen Seite erforderlich. 38 OMV Refining & Marketing, Uwe Seifert,