Betriebliche Gas-Druckregel- und Meßanlagen

Transkript

1 Erdgasanlagen auf Werksgelände und im Bereich betrieblicher Gasverwendung Betriebliche Gas-Druckregel- und Meßanlagen Autor + : Dipl.-Ing. Dipl.- Wirt.-Ing. Volker Ollesch RWE Westfalen Weser Ems Netzservice GmbH, Bielefeld

2 Inhalt: 1 Einleitung Betriebliche Gas - Druckregel- und Meßanlagen Regelwerk Technischer Aufbau Aufstellorte Gasfilter Gasvorwärmer Gas-Druckregelgeräte Sicherheitsabsperrventile Sicherung gegen Drucküberschreitung Sicherung gegen unzulässige Druckunterschreitung Sonstige Sicherheitseinrichtungen Wasserseitige Absicherung von Vorwärmern Sicherheitsabblaseventile zur gasseitigen Absicherung von Vorwärmern Sicherheitsabblaseventile Gaszähler Umgangsleitungen Außenliegende Absperreinrichtungen Druckstaffelung von Regelgeräten und Sicherheitseinrichtungen Abnahmeprüfungen an GDRM Anlagen Instandhaltung betrieblicher Gasversorgungseinrichtungen Instandhaltung von Gas - Druckregel- und Meßanlagen Qualifikationsanforderungen Anforderungen an Instandhaltungsunternehmen Personalqualifikation Fristen für die Überwachungs- und Wartungsmaßnahmen Zustandsorientierte Instandhaltung Instandhaltung von Durchleitungsdruckbehältern Störungsbeseitigung an betrieblichen GDRM - Anlagen Personalqualifikation Bereitschaftsdienst Literaturverzeichnis Seite:-I-

3 1 Einleitung Industrielle Gasversorgungssysteme bestehen aus anlagen- und leitungstechnischen Komponenten. Im Regelfall sieht der Gasliefervertrag zwischen dem Gasversorgungsunternehmen und dem Industriegaskunden vor, daß der Industriegaskunde die Gasversorgungssysteme eigenverantwortlich zu betreiben und instandzuhalten hat. Alternativ hierzu werden ggf. Teilkomponenten, wie z. B. Gas-Druckregel und Meßanlagen vom Gaslieferanten betrieben. Der Betrieb industrieller Transport- und Verteilungsnetze obliegt in den meisten Fällen dem Industriegaskunden. Im folgenden werden zunächst die aus sicherheitstechnischer Sicht instandhaltungsrelevanten Anlagenkomponenten in Gas- Druckregel- und Meßanlagen beschrieben und sodann Hinweise zu ihrer Instandhaltung gegeben. Abbildung 1-1: Netzfließbild Industrie mit GDRM - Anlagen Seite:-1-

4 2 Betriebliche Gas - Druckregel- und Meßanlagen 2.1 Regelwerk Maßgebliches Kriterium für die gastechnischen Regelwerke ist die Druckstufe im Eingangsbereich einer gastechnischen Anlage. Hinsichtlich der GDRM - Anlagen ist zu unterscheiden zwischen: Anlagen im Geltungsbereich der TRGI (DVGW-Arbeitsblatt G 600): Eingangsdruckstufe bis PN 1 (Installations - Bereich) Für Anlagen mit einem Auslegungsdurchfluß 200 m³/h und Eingangsdruckstufe 5 bar gilt das DVGW-Arbeitsblatt G 459-2: Gas-Druckregelung mit Eingangsdrücken bis 4 bar für Gas-Installationen Für Anlagen mit einem Auslegungsdurchfluß 650 m³/h und Eingangsdruckstufe 5 bar gilt das DVGW-Arbeitsblatt G 491 Gas-Druckregelanlagen für Eingangsdrücke bis einschließlich 100 bar; Planung, Fertigung, Errichtung, Prüfung, Inbetriebnahme und Betrieb unter Berücksichtigung der vereinfachten Unterbringung der GDRM-Anlage. (G 491, Abschnitt 7.1.1) Für alle anderen Anlagen bis Eingangsdruckstufe PN 100 und alle Leistungen gilt das DVGW-Arbeitsblatt G 491. Bei Eingangsdrücken über 16 bar sind darüber hinaus die Vorschriften der Verordnung über Gas-Hochdruckleitungen (Gas HL-VO) zu beachten. Die GasHL-VO regelt aus behördlicher Sicht die Anforderungen an Leitungs- und Anlagensystemen > 16 bar. Gasmeßeinrichtungen werden in den DVGW-Arbeitsblättern: G 685 Gasabrechnung G 492 Gas-Meßanlagen für einen Betriebsdruck bis einschließlich 100 bar; Planung, Fertigung, Errichtung, Prüfung, Inbetriebnahme, Betrieb und Instandhaltung bezüglich der technischen Anforderungen beschrieben. Seite:-2-

5 2.2 Technischer Aufbau Hinsichtlich der Grund - Funktionalität von Gas- Druckregel- und Meßanlagen sind drei Bereiche zu unterscheiden: die Druckregelung die Druckabsicherung die Gasmessung Die wesentlichen sicherheitsrelevanten Bauteile einer Gas- Druckregel - und Meßanlage werden im folgenden beschrieben: Turbinenradzähler Regelgerät Sicherheits-Absperrventile Abbildung 2-1: Parallelschienige GDRM - Anlage Das Bild zeigt eine parallelschienige PN 25-Anlage, Leistung m³/h Messung mit Turbinenradzähler. Vor den Regelgeräten sind je zwei SAVs angebaut Aufstellorte Gas-Druckregel- und Meßanlagen mit Eingangsdrücken bis 5 bar (nach DVGW- Arbeitsblatt G 491 / 492) dürfen in Werkshallen und in Aufstellräumen von Wohngebäuden unter Beachtung des Brandschutzes installiert sein. Weitergehende Anforderungen und Einschränkungen bezüglich des Aufstellraumes existieren nicht. Bei GDRM-Anlagen mit Eingangsdrücken über 5 bar (nach G 491 / 492) gelten besondere Anforderungen an den Aufstellraum: der Aufstellraum muß unmittelbar vom Freien aus zugänglich sein, die Anlage darf nicht in Wohngebäude einbezogen werden, Nebenräume dürfen nicht Wohn- oder Versammlungszwecken dienen, die elektrischen Einrichtungen müssen EX-geschützt ausgeführt sein Gasfilter Gasfilter sind im Eingang der GDRM - Anlage montiert. Sie schützen das nachgeschaltete Anlagensystem gegen im Gasstrom mitgeführte Verunreinigungen, z.b. Flugrost, Stäube usw.. Übliche Abscheidegrade sind 2µm Korngröße bei 98 % Abscheidung. Seite:-3-

6 2.2.3 Gasvorwärmer Bei der Druckreduzierung kühlt sich das Erdgas aufgrund des Joule - Thomson Effektes um ca. 0,4-0,5 C je bar Druckdifferenz ab. Bei Druckgefällen ab ca. p 25 bar ist das Erdgas vorzuwärmen, um Temperatureinflüsse auf die der Regelung nachgeschalteten Bauteile (z.b. Meßeinrichtungen) auszuschließen. Erdgasvorwärmer Erdgasfilter Abbildung 2-2: Filter und Vorwärmer in einer GDRM- Anlage Das Bild zeigt Filter (rechts) und Vorwärmer in einer PN 70-Anlage. Absicherung durch: wasserseitiges SBV am Vorwärmer (2,2 bar Ansprechdruck) gasseitiges SBV (77 bar Ansprechdruck) Gas-Druckregelgeräte Gas-Druckregelgeräte halten die Regelgröße Ausgangsdruck durch Verändern der Stellgröße Ventilstellung konstant. Unter bestimmten Bedingungen werden anstatt des Ausgangsdruckes andere Parameter zur Regelgröße, z.b. die Durchflußmenge bei Bezugsmengensteuerung. Grundsätzlich sind zwei Bauarten von Gas - Druckregelgeräten zu unterscheiden: Seite:-4-

7 Gas-Druckregelgeräte ohne Hilfsenergie Die zum Verstellen des Stellgliedes erforderliche Kraft wird direkt aus der Vorspannung der Feder bezogen. Die Änderung des Ventilhubes ist proportional zur Federwegsänderung. Voraussetzung für eine Stellgrößenänderung (Ventilhub) ist die Änderung des Ausgangsdruckes. Gas-Druckregelgeräte ohne Hilfsenergie werden eingesetzt als Hausdruckregelgeräte, in Sonderabnehmerstationen und in kleineren Bezirks-Druckregelanlagen. Abbildung 2-3:Gas-Druckregelgerät ohne Hilfsenergie (Schema) federbelastetes Gas-Druckregelgerät im GDR eingebautes SAV Abbildung 2-4: Gas-Druckregelgerät ohne Hilfsenergie Das Bild zeigt ein federbelastetes Gas-Druckregelgerät Actaris RR 16 mit vorgebauten SAV. Das SAV hat ein Meßwerk für obere Abschaltung. Seite:-5-

8 Gas-Druckregelgeräte mit Hilfsenergie Die zum Verstellen des Stellgliedes erforderliche Kraft wird aus einer Hilfsenergie gewonnen. Man bedient sich hier des Druckgefälles zwischen Ein- und Ausgangsdruck. Die auf die Vergleichermembrane wirkende Kraft resultiert aus dem Unterschied zwischen Stelldruck und Meßdruck, gegebenenfalls unterstützt durch Federkräfte. Gas-Druckregelgeräte mit Hilfsenergie werden eingesetzt, wenn eine größere Leistung für die Verstellkraft erforderlich ist und/oder gleichzeitig höhere Anforderungen an die Regelgenauigkeit gestellt werden. Sie kommen in Bezirksregleranlagen, in Übernahmestationen und bei größeren Sonderabnehmern zum Einsatz. Abbildung 2-5: Gas-Druckregelgerät mit Hilfsenergie (Schema) Die Abbildung zeigt das Funktionsschaubild eines Gas-Druckregelgerätes mit Hilfsenergie. Hinweise: Die Vorstufe erzeugt aus u.u. schwankendem Vordruck einen konstanten Zwischendruck Die Regelstufe verarbeitet diesen zum Stelldruck, der auf die Arbeitsmembrane wirkt. Die Dynamik der Regelung kann durch Verstellen der Abströmdrossel beeinflußt werden. Gas-Druckregelgerät mit Hilfsenergie im GDR eingebautes SAV Abbildung 2-6: Gas-Druckregelgerät mit Hilfsenergie Das Bild zeigt ein Gas-Druckregelgerät RMG 332 mit Hilfsenergie aus dem Eingangsdruck, mit vorgebautem SAV. Das SAV hat ein Meßwerk für obere und untere Abschaltung. Seite:-6-

9 2.2.5 Sicherheitsabsperrventile Sicherheitsabsperrventile sichern das nachgeschaltete Versorgungsnetz gegen unzulässige Druck- Über- oder Unterschreitung. Je nach Verhältnis der Eingangs- zur Ausgangsdruckstufe der Gas- Druckregelanlage und der vor- und nachgeschalteten Rohrnetze sind ein oder zwei Sicherheitsabsperrventile vorzusehen. Als Hauptsicherheitseinrichtung ist immer ein Sicherheitsabsperrventil vorzusehen. Alternativ zum ggf. notwendigen zweiten Sicherheitsabsperrventil kann als zweite Sicherheitseinrichtung auch: - ein Gasdruckregelgerät (Monitorregler) oder - eine Sicherheitsabsperrarmatur (d.h. eine Armatur, die bei Erreichen eines bestimmten Druckwertes automatisch schließt) eingesetzt werden. Aufgrund wirtschaftlicher, konstruktiver und instandhaltungstechnischer Vorteile werden i.d.r., falls zwei Sicherheitseinrichtungen notwendig sind, zwei baugleiche Sicherheitsabsperrventile eingesetzt. Das Kriterium für 2 Sicherheitseinrichtungen nach DVWG -Arbeitsblatt G 491 lautet: MOP u MOP d > 16 bar und MOP u > STP d Dabei muß gelten STP >= 1,3 * MOP Die Abkürzungen bedeuten: Abkürzung Englisch Deutsch u upstream Eingangsdruckseite d downstream Ausgangsdruckseite MOP maximum operating pressure maximal zulässiger Betriebsdruck STP strength test pressure Festigkeitsprüfdruck Seite:-7-

10 Zwei Sicherheitseinrichtungen werden somit notwendig, wenn: Abbildung 2-7: Kriterium 2 SAVs Der Festigkeitsprüfdruck muß generell mindestens das 1,3 fache des maximal zulässigen Betriebsdruckes betragen. Sicherheitsabsperrventile in GDRM - Anlagen erfüllen zwei Aufgaben: Sicherung gegen Drucküberschreitung Der maximal zulässige Ausgangsdruck einer Anlage wird bestimmt durch die Druckstufe des nachgeschalteten Versorgungsnetzes. Im Anschluß an eine Leitungsverlegung erfolgt i.d.r. eine Dichtheitsprüfung mit 1,1-fachem zulässigen Betriebsruck. Der Druck 1,1 pa zul entspricht dem Prüfdruck der Dichtheitsprüfung des nachgeschalteten Versorgungsnetzes. Dies ist, abzüglich der Gerätetoleranzen, der Höchstwert zur Einstellung von Sicherheitseinrichtungen, die zur Absicherung der Leitung dienen. Durch die Einstellung des Sicherheitsabsperrventiles ist zu gewährleisten, daß der Ausgangsdruck auch bei Störungen auf höchstens 1,1 pa zul ansteigen kann Sicherung gegen unzulässige Druckunterschreitung Durch Absinken des Versorgungsdruckes unter ein vorgegebenes Mindestmaß können sicherheitswidrige Zustände auftreten: Gasverbrauchseinrichtungen benötigen zur einwandfreien Funktion bestimmte Mindestdrücke, bei Gasmangelsituationen sind Niederdruckversorgungen gegen Lufteintritt über die Brenneröffnungen der Gasverbrauchseinrichtungen zu schützen, bei Druckabfall infolge Fremdeinwirkung (Baggerschaden) ist die Gaszufuhr zu unterbrechen. Seite:-8-

11 2.2.6 Sonstige Sicherheitseinrichtungen Bestimmte Anlagenbauteile sind durch spezielle Sicherheitseinrichtungen gegen unzulässigen Druckanstieg abzusichern: Wasserseitige Absicherung von Vorwärmern In Gasvorwärmern liegen die beiden Medien Gas und Warmwasser in getrennten Systemräumen bei u.u. unterschiedlichen Druckstufen vor. Die beiden Systemräume werden durch spezielle Sicherheitsabsperrventile oder Sicherheitsabblaseinrichtungen gegeneinander abgesichert: SBV wasserseitig Einstelldruck 2,5 bar SAVs wasserseitig Einstelldruck 2,2 bar Vorwärmer Heizkessel PN 4 PN 70 Vorwärmer - SBV gasseitig Einstelldruck 77 bar Abbildung 2-8 :Vorwärmer-Absicherung mit Wasser - SAVs Beim Defekt des Vorwärmer-Bündels tritt Gas in den Wasserraum aus. Bei 2,2 bar sprechen die wasserseitigen Sicherheits Absperrventile an, das Gas wird sicher eingeschlossen. Voraussetzung ist, daß der Wassermantel in der Druckstufe der Gasseite gebaut ist. Seite:-9-

12 Sicherheitsabblaseventile zur gasseitigen Absicherung von Vorwärmern Bei Nullabnahme oder geschlossenen Gas-Armaturen und gleichzeitig hohen Vorwärmer-Vorlauftemperaturen wird die im Vorwärmer eingeschlossene Gasmenge u.u. so erwärmt, daß eine Druckerhöhung über den Prüfdruck des Vorwärmers bzw. des Eingangsteils der Gasdruckregelanlage erfolgt. Vorwärmer werden deshalb mit Sicherheitsabblaseventilen abgesichert, die auf 1,1-fachen Nenndruck des Vorwärmers einzustellen sind. Kessel - SBV wasserseitig Einstelldruck 2,5 bar Heizkessel Vorwärmer - SBV wasserseitig Einstelldruck 2,2 bar Vorwärmer PN 4 PN 70 Vorwärmer - SBV gasseitig Einstelldruck 77 bar Abbildung 2-9: Absicherung von Vorwärmern mit SBVs Beim Defekt des Vorwärmer-Bündels tritt Gas in den Wasserraum aus. Bei 2,2 bar spricht das wasserseitige SBV an, das Gas wird ins Freie abgeleitet. Das Wasser-SBV hat Vollhub-Charakteristik, der Abblasequerschnitt ist größer als der Einzelrohrquerschnitt der Bündelrohre. Der Wassermantel muß nicht in der Druckstufe der Gasseite ausgeführt werden. Seite:-10-

13 2.2.7 Sicherheitsabblaseventile Sicherheistabblaseventile haben die Aufgabe, unzulässigen Druckerhöhungen durch Abblasen des Mediums entgegenzuwirken. In Gasdruckregelanlagen werden SBV's an verschiedenen Punkten eingesetzt: zur Abführung von Leckgasmengen hinter Gasdruckregelgeräten, zur gasseitigen Absicherung von Vorwärmern, zur wasserseitigen Absicherung von Vorwärmern, Vollhubventile als Zweitgeräte zusammen mit einem SAV (in der Praxis nur selten anzutreffen) Leckgas-Sicherheitsabblaseventile sollen bei zeitweiser Nullabnahme und nicht dicht schließendem Gasdruckregelgerät kleine Gasmengen (bis ca. 5% der Leistung des Regelgerätes) ins Freie abführen. Seite:-11-

14 2.2.8 Gaszähler In Gas-Druckregel- und Meßanlagen können die folgenden Zählerbauarten zum Einsatz kommen: Turbinenrad-Gaszähler Turbinenradgaszähler sind Strömungsgaszähler. Sie benötigen eine Einlaufstrecke, je nach Bauart bis 5 D. Bei intermittierendem Betrieb (Ein- und Ausschalten des nachgeschalteten Verbrauchers) sollten sie nicht eingesetzt werden. Beim Einbau von Turbinenradzählern ist die Richtlinie der PTB G 13 zu beachten. Sie regelt Einbaubedingungen (Ein- und Auslauflängen) und Betriebsbedingungen. TRZs sind für intermittierenden Gasfluß (Ein / Aus-Betrieb) wg. des ungünstigen Nachlaufverhaltens i.d.r. nicht geeignet. Abbildung 2-10: Turbinenradzähler Drehkolben-Gaszähler Drehkolben-Gaszähler sind Verdrängungsgaszähler. Ein- und Auslaufstrecken werden konstruktiv nicht benötigt. Sie sind auch für intermittierenden Betrieb geeignet. Um ein Blockieren des Drehkolbenzählers durch Staubeinwirkung zu verhindern, sollten Staubabscheider (Filter, Siebe) in der Meßanlage vorgebaut sein. Abbildung 2-11: Drehkolbenzähler Seite:-12-

15 Sonstige Zählerbauarten Balgengaszähler Wirbelgaszähler Wirkdruckgaszähler Ultraschallgaszähler Balgengaszähler werden zur Messung kleinerer Gasmengen bei niedrigen Meßdrücken eingesetzt (2,5 40 m³ / h, p max 1 bar) Abbildung 2-12: Balgengaszähler Balgengaszähler zeichnen sich durch einen sehr günstigen Meßbereich (Verhältnis Qmin / Qmax ) aus. Übliche Meßbereiche sind: BGZ bis 1:160 DKZ: -üblich 1:50, bis 1:160 möglich TRZ: üblich 1:20 Wirbelgaszähler kommen vor allem in größeren Meßanlagen als Vergleichzähler zum Einsatz. Wirkdruckgaszähler werden für Betriebsmessungen, z. B. durch Meßblenden, verwendet. Seite:-13-

16 2.2.9 Umgangsleitungen Umgangsleitungen um Sicherheitseinrichtungen sind nach dem DVGW-Regelwerk ohne besondere Sicherheitsvorkehrungen nicht zulässig. Umgangsleitungen sind sicherheitstechnisch besonders relevant, da bei - unsachgemäßem Betrieb unzulässig hohe Drücke im nachgeschalteten Rohrnetz auftreten können. Die konstruktiven Anforderungen an Umgangsleitungen sind im DVGW-Arbeitsblatt G 491 definiert. Bestandteile einer Umgangsleitung sind: die Eingangsarmatur das Sicherheitsabsperrventil das Handregulierventil das Manometer die Ausgangsarmatur (eingangsdruckfest) Umgangsleitungen in Altanlagen entsprechen u. U. nicht dem hier geforderten Standard. Auch wenn die Altanlagen unter bestimmte Bedingungen Bestandsschutz genießen, sollten die Umgänge demontiert oder nachgebessert werden. Aus wirtschaftlichen Aspekten empfiehlt sich oft die Nachrüstung einer zweiten Regelschiene, da eine komplett ausgestattete Umgangsleitung gegenüber der (Kleinlast-) Regelschiene kaum finanzielle Vorteile bietet. Im Einzelfall können in Altanlagen noch Umgangsleitungen mit nicht gleichwertigem Sicherheitsstandard vorgefunden werden. (fehlendes SAV, fehlende Armaturen). Diese Umgangsleitungen sollten stillgelegt oder an den o. g. Sicherheitsstandard angepaßt werden. Abbildung 2-13: Umgangsleitung nach G 491 Wichtiger Hinweis: Der Umgangsbetrieb muß von zwei Personen vorgenommen werden, davon muß eine als Sachkundiger nach G 495 benannt sein! Seite:-14-

17 Außenliegende Absperreinrichtungen Gas-Druckregel- und Meßanlagen müssen eingangsseitig und im Falle einer Rückströmmöglichkeit auch ausgangsseitig abgesperrt werden können. Bei Eingangsdrücken > 5 bar (Anlagen nach G 491) müssen die Absperreinrichtungen außerhalb des Anlagenraumes untergebracht werden. Die Absperreinrichtungen sollen so angeordnet sein, daß sie auch bei Störungen der GDRM- Anlage sicher betätigt werden können. Die Absperreinrichtungen sollten durch Hinweisschilder gekennzeichnet und, falls notwendig, gegen unberechtigten Zugriff gesichert sein. Seite:-15-

18 2.3 Druckstaffelung von Regelgeräten und Sicherheitseinrichtungen Gas-Druckregelanlagen können ein- oder zweischienig ausgeführt sein. Bei parallelschienigen Anlagen übernimmt im Fall eines Defektes der Betriebschiene die Reserveschiene die Versorgungsfunktion. Die Druckstaffelung, d.h. die Sollwerteinstellung einer solchen parallelschienigen GDR -Anlage ist in folgendem Bild dargestellt: Betriebsschiene Reserveschiene SAV, Überdruckabsicherung SAV, Überdruckabsicherung Leckgas - SBV Leckgas - SBV Geräte- und verfahrensstechnisch bedingte Toleranzen Gas - Druckregelgerät Gas - Druckregelgerät SAV, Druckmangelabsicherung Druckniveau SAV, Druckmangelabsicherung Abbildung 2-14: Druckstaffelung von Regel- und Sicherheitseinrichtungen Hinsichtlich der Druckstaffelung einer parallelschienigen Anlage ist folgender Sachverhalt zu beachten: 1. Der Regler der Reserveschiene steht im Einstelldruck unterhalb dem Einstelldruck des Betriebsschienen -Reglers. 2. Das SAV der Reserveschiene steht im Einstelldruck oberhalb dem Betriebsschienen SAV. 3. Eine Störung des Betriebsschienen- Reglers wirkt somit nur auf das Betriebsschienen - SAV, die Reserveschiene bleibt funktionsfähig. Seite:-16-

19 2.4 Abnahmeprüfungen an GDRM Anlagen Gas-Druckregel- und Meßanlagen sind während der Fertigung und nach der betriebsfertigen Errichtung verschiedenen Prüfungen zu unterziehen. Zu unterscheiden sind hier: Zerstörungsfreie Prüfungen (z. B. Durchstrahlung) der Schweißnähte Festigkeitsprüfung Dichtheitsprüfung Funktionsprüfung der Armaturen, Regelgeräte und Sicherheitseinrichtungen. Am Aufstellort ist die GDRM Anlage nach der betriebsfertigen Errichtung einer Abnahmeprüfung zu unterziehen. Hierbei werden Dokumentationsunterlagen, Dichtheit und Gerätefunktion überprüft. Je nach Eingangsdruckstufe gibt es unterschiedliche Prüfzuständigkeiten: bis MOP 5bar: Sachkundige nach G Der Sachkundige muß nach G 491 vom Unternehmer benannt sein! über MOP 5 bar: Sachverständige, bestellt durch: den DVGW (DVGW-Sachverständige), die Technischen Überwachungsorganisationen (TÜO-Sachverständige), die öffentlich-rechtlichen Materialprüfungsanstalten (MPA-Sachverständige). Für Druckstufen > 16 bar muß der Sachverständige eine Anerkennung nach GasHL-VO besitzen. Seite:-17-

20 3 Instandhaltung betrieblicher Gasversorgungseinrichtungen 3.1 Instandhaltung von Gas - Druckregel- und Meßanlagen Zu unterscheiden ist zwischen Maßnahmen zur: Überwachung, Wartung und Instandsetzung von Gas-Druckregelanlagen. Der Umfang der o.g. Maßnahmen ist entsprechend dem DVGW-Arbeitsblatt G 495 (Gasanlagen-Instandhaltung) wie folgt definiert: Überwachungsmaßnahmen Überwachungsmaßnahmen sind Maßnahmen, die dazu geeignet sind, den Istzustand von Gasanlagen oder ihrer Bauelemente im Zeitraum zwischen turnusmäßigen Wartungsarbeiten zu beurteilen. Überwachungsmaßnahmen sind: - Inspektion - Funktionsprüfung Wartungsmaßnahmen Bei Wartungsmaßnahmen erfolgt eine umfassende Durchsicht mit ggf. gerätetechnischen Eingriffen. Die gerätetechnischen Eingriffe beinhalten die Kontrolle und ggf. den Austausch von Verschleißteilen. Instandsetzungsmaßnahmen Instandsetzungsmaßnahmen werden durchgeführt, wenn wesentliche, über den üblichen Verschleiß hinausgehende Abweichungen vom Sollzustand festgestellt wurden. 3.2 Qualifikationsanforderungen Anforderungen an Instandhaltungsunternehmen Instandhaltungsunternehmen müssen eine Zulassung nach DVGW-Arbeitsblatt G 493 II Qualifikationskriterien für Unternehmen zu Instandhaltung von Gas- Druckregel- und Meßanlagen besitzen. Das Zulassungsverfahren überprüft u.a. folgende Voraussetzungen: betriebsinternes Qualtätsmanagement Haftpflichtversicherung Tätigkeitsnachweise Verantwortlicher Fachmann Qualifikation der Mitarbeiter Werkstatt- und gerätechnische Ausrüstungen Seite:-18-

21 Instandhaltungsunternehmen werden in zwei Gruppen eingeteilt: Gruppe 1: Organisation, Vorbereitung, Ausführung und Kontrolle von Instandhaltungsarbeiten durch das Instandhaltungs - Unternehmen. Gruppe 2: Lediglich Ausführung von Instandhaltungsarbeiten durch das Instandhaltungs - Unternehmen, die Verantwortung für die Arbeitsvorbereitung und Qualitätssicherung liegt beim Auftraggeber. Abbildung 3-1: Funktionsprüfung an einer GDRM-Anlage Personalqualifikation Hinsichtlich der notwendigen Qualifikation der für die jeweiligen Arbeiten eingesetzten Mitarbeiter sind die Festlegungen des DVGW-Arbeitsblattes G 495 zu beachten, welche im folgenden tabellarisch wiedergegeben sind: Art der Arbeit benötigte Mitarbeiterzahl erforderliche Mitarbeiterqualifikation Inspektion mindestens 1 Mitarbeiter Fachkraft oder Sachkundiger Funktionsprüfung mindestens 2 Personen davon mindestens 1 Sachkundiger Wartung mindestens 2 Personen davon mindestens 1 Sachkundiger Tabelle 3-1: Personalqualifikation für Instandhaltungsarbeiten Seite:-19-

22 3.3 Fristen für die Überwachungs- und Wartungsmaßnahmen Bei der Festlegung der Fristen für die Überwachung und Wartung von Gas- Druckregel- und Meßanlagen sind zu berücksichtigen: die Empfehlungen des DVGW-Arbeitsblattes G 495, Tabelle 1 (siehe unten), Für Durchleitungsdruckbehälter die Fristen des DVGW-Arbeitsblattes G 498 (siehe unten), die Betriebsanweisungen der Anlagen- und Gerätehersteller, betriebliche Erfahrungswerte, Als Grundlage zur Festlegung der Fristen ist von der folgenden Tabelle auszugehen (G 495, Tabelle 1) : V max Inspektion Eingangsdruck Bar Sichtkontrolle Funktions- prüfung- Wartung m³/h bis 0,1 nach Bedarf nach Bedarf nach Bedarf nach Bedarf > 0,1 bis 1 <= 100 nach Bedarf nach Bedarf zwölfjährlich nach Bedarf > 100 nach Bedarf nach Bedarf vierjährlich achtjährlich >1 bis 4 <= 100 nach Bedarf nach Bedarf sechsjährlich nach Bedarf > 100 nach Bedarf nach Bedarf zweijährlich vierjährlich > 4 bis 16 vierteljährlich halbjährlich jährlich zweijährlich > 16 bis 100 monatlich vierteljährlich halbjährlich zweijährlich Tabelle 3-2: Instandhaltungsintervalle nach G 495 Hinweis: Der in der Praxis verbreitete Begriff jährliche Wartung findet sich nicht im Regelwerk. Der Schwerpunkt der Instandhaltungsmaßnahmen nach G 495 liegt bei der Funktionsprüfung der Regel- und Sicherheitseinrichtungen. Wird hierbei ein Fehler festgestellt, muß sich eine Wartung anschließen. 3.4 Zustandsorientierte Instandhaltung Im Zuge der anstehenden Novellierungen des DVGW-Arbeitsblattes G 495 wird voraussichtlich die Möglichkeit eröffnet, die Instandhaltung zustandsorientiert durchzuführen. Hierzu werden statistische Beurteilungsgrößen in Abhängigkeit von: - Anlagenkonzept (ein- bzw. parallelschienig) - Alter der Anlage - versorgungstechnischer Bedeutung (Inselversorgung oder redundante Einspeisung) - Anlagenbelastung - bisheriger Störungsstatistik - gerätetechnischer Besonderheiten (z.b. SAVs ohne Membranbruchsicherung) und anderer betriebsrelevanter Faktoren gebildet, die schließlich zu einem Bewertungsfaktor der Anlage führen. Mit diesem Faktor können die bisherigen Instandhaltungsintervalle, beim Vorliegen der Voraussetzungen, bis zum maximal 2-fachen gestreckt aber auch, bei versorgungstechnisch kritischen Anlagen, um das 0,5-fache gekürzt werden. Dies gilt nicht für die Funktionsprüfung der Sicherheitseinrichtungen, hier ist weiter die obenstehende Tabelle (3-2) anzuwenden. Seite:-20-

23 3.5 Instandhaltung von Durchleitungsdruckbehältern Maßgebliche technische Regel für Durchleitungsdruckbehälter ist das DVGW- Arbeitsblatt G 498: Durchleitungsdruckbehälter in Anlagen und Leitungen der öffentlichen Gasversorgung Die G 498 gilt für Behälter für Gase der ersten, zweiten und vierten Gasfamilie der DVGW-Arbeitsblätter G 260/I und II. Betriebsmedien mit giftigem, chemisch reaktivem oder ätzendem Charakter sind nicht erfaßt. Das DVGW-Arbeitsblatt G 498 regelt die Herstellung, Aufstellung, Inbetriebnahme, Instandhaltung und Prüfung von Durchleitungsdruckbehältern der öffentlichen Gasversorgung. Durchleitungsdruckbehälter sind z.b.: 1. Filter 2. Abscheider 3. Vorwärmer. Abbildung 3-2 und 3-3: Erdgasfilter, Erdgasvorwärmer Für diese Behälter ist die UVV BGV C 6 zusammen mit dem Arbeitsblatt G 498 anzuwenden. BGV C 6 und G 498 definieren identische Anforderungen hinsichtlich der Instandhaltung von Durchleitungsdruckbehältern. Der Umfang der durchzuführenden Prüfungen sowie die Anforderungen an das Prüfpersonal werden mit Hilfe von Prüfklassen festgelegt. Der Umfang der Instandhaltungsmaßnahme richtet sich nach der Prüfklasse des Behälters. Zur Definition der Prüfklassen werden die Faktoren Druck und Behältervolumen herangezogen. Das Produkt aus dem zulässigen Betriebsdruck (Druckstufe) in bar und Rauminhalt des Druckraumes in Litern wird als Druckliterprodukt p*v bezeichnet. Bei der Berechnung des Behältervolumens werden feste Einbauten abgezogen. Seite:-21-

24 Prüfklasse Definition Druck Druckliterprodukt A 0,1 bar < p < p*v 400 bar B p > 0,1 bar 16 < p*v 1600 C p > 0,1 bar p*v > 1600 Tabelle 3-3: Prüfklassen für Durchleitungsdruckbehälter Im Rahmen der Instandhaltung von Durchleitungs- Druckbehältern sind verschiedene Maßnahmen vorgesehen, welche die dauerhafte Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit des Behälters gewährleisten: Wartung: Der Begriff Wartung wird im DVGW-Arbeitsblatt G 495 (Gasanlagen- Instandhaltung) als Instandhaltungsmaßnahme definiert, die das Ziel hat, die Funktionsfähigkeit des Bauteils zu erhalten. In der Praxis ist dies z.b. der Wechsel von Filterelementen, aber auch die Funktionsprüfung an Kontroll- und Sicherheitseinrichtungen. Innere Prüfung: Die innere Prüfung wird als Sichtprüfung ausgeführt. Der Zustand der drucktragenden Bauteile wird beurteilt. Wenn der Zustand der drucktragenden Bauteile nicht zweifelsfrei beurteilt werden kann (z.b. nicht zugängliche Hohlräume, verdeckte Schweißnähte), ist die Sichtprüfung durch Festigkeitsprüfungen oder zerstörungsfreie Prüfungen zu ergänzen. Festigkeitsprüfung: I.d.R. nach Verfahren G 469, A1 (Sichtverfahren mit Wasser). Der Prüfdruck beträgt mindestens das 1,3-fache des zulässigen Betriebsdruckes. Die rechnerische Belastung bei der Druckprüfung darf 95% des Festigkeitskennwertes (Streckgrenze) nicht überschreiten. In begründeten Ausnahmen: Sichtverfahren G 469, A3 (Luft oder inertes Gas). In diesem Fall müssen vorausgehen: Zerstörungsfreie Prüfung, Maßnahmen zum Personenschutz. Der Prüfdruck darf dann nur das 1,1-fache des zulässigen Betriebsdruckes betragen. Seite:-22-

25 Abbildung 3-4: Filterwartung Das Foto zeigt Wartungsarbeiten an einem Filter. Mittels Gasspürgerät erfolgt die kontinuierliche Überwachung der Raumatmosphäre. Die Zuständigkeiten und Fristen für Instandhaltungsmaßnahmen regelt das DVGW-Arbeitsblatt G 498 in Abhängigkeit von der Prüfklasse wie folgt: Seite:-23- Prüfklasse Prüfung Wartung Innere Prüfung Festigkeitsprüfung 2. A Prüffrist 2 Jahre, 10 Jahre Jahre bei Bedarf öfter Prüfer Sachkundiger Sachkundiger Sachkundiger B Prüffrist 2 Jahre 10 Jahre Jahre Prüfer Sachkundiger Sachkundiger Sachkundiger C Prüffrist 2 Jahre 10 Jahre Jahre 3. Prüfer Sachkundiger Sachverständiger 4. Sachverständiger 2. Ausnahmen: 1. Bei korrosiv wirkenden Gasen ist die innere Prüfung alle 5 Jahre durchzuführen 2. Festigkeitsprüfungen an Staubfiltern und Kondensatabscheidern können entfallen, wenn bei der inneren Prüfung keine Mängel festgestellt wurden und die Behälter weder ganz noch teilweise aus hochfesten Feinkornbaustählen bestehen (G 498, ). 3. Zyklonfilter sind alle 5 Jahre einer inneren Prüfung, einer Festigkeitsprüfung und einer Dichtheitsprüfung zu unterziehen. 4. Gilt nicht für die in Abschnitt (der G 498) benannten Staubfilter und Kondensatabscheider. Diese können von Sachkundigen nach Abschnitt 3.2 (der G 498) geprüft werden. Tabelle 3-4: Prüfungen im Rahmen der Instandhaltungs -Fristen und Zuständigkeiten nach G 498- Hinweis: Die Fußnote 2 ist für die betriebliche Praxis von besonderer Bedeutung: Wenn ein Filter aus Werkstoffqualitäten bis zu 360 N/mm² Streckgrenze besteht, so kann die wiederkehrende 10-jährige Festigkeitsprüfung entfallen, wenn die in zweijährigem Abstand im Rahmen der Wartung durchgeführte innere Prüfung ohne negativen Befund war.

26 4 Störungsbeseitigung an betrieblichen GDRM - Anlagen Für die betrieblichen Gasversorgungseinrichtungen sollte, vor allem bei - produktionsrelevanten Versorgungseinrichtungen, ein qualifizierter Bereitschaftsdienst zur Verfügung stehen. Hierbei kann es sich um betriebseigenes Personal oder um Dienstleistungsunternehmen handeln. Verschiedene Gasversorgungsunternehmen bieten bereits Bereitschaftsdienstleistungen für betriebliche Versorgungseinrichtungen an. Um auf eventuelle Störungen der Gas - Druckregelanlagen vorbereitet zu sein, müssen den mit dem Anlagenbetrieb befaßten Mitarbeitern die gerätespezifischen Bedienungs- und Wartungsanleitungen zur Verfügung stehen. Mit der Störungsbeseitigung darf nur sachkundiges Personal beauftragt werden. Einige Beispiele für Betriebsstörungen sind im folgenden aufgeführt: Regelgeräte: fehlender Nullabschluß, unzulässiger Schließdruckanstieg, Schwingungen im Ausgangsdruckverlauf, zu große Regelabweichung, zu hohe Druckspitzen, Gasaustritt über Atmungsleitungen (Membranbruch) Sicherheitsabsperrventile: keine innere Dichtheit in Schließstellung, zulässige Ansprechdruckabweichung wird überschritten, Gasaustritt über Atmungsleitungen, Stellglied läßt sich nicht öffnen (Membranbruch) Meßeinrichtungen: Zählerbetrieb oberhalb oder unterhalb der (eichrechtlichen) Nennlastbereiche (Qmin/Qmax-Grenze), elektronische Störungen an Meß- oder Übertragungseinrichtungen. Tabelle 4-1: Störungsursachen (Auswahl) Begriffserläuterungen: Nullabschluß: Regelabweichung: Innere Dichtheit: Ansprechdruckabweichung: Qmin: Qmax: Dichter Regler-Abschluß bei fehlender Abnahme Die Gerätegenauigkeit des Reglers wird durch die Regeldruckgruppe RG definiert. Z.B.: RG 5 max. 5% Druckschwankung Das SAV darf in Schließstellung kein Gas durchlassen Die Ansprechgenauigkeit des SAVs wird durch die Ansprechdruckgruppe AG definiert. Z.B. AG 2,5: max. 2,5% Ansprechdruckschwankung. Eichrechtlich noch zulässige Mindestbelastung des Zählers. Eichrechtlich noch zulässige Maximalbelastung des Zählers. Die Mehrzahl der o.g. Störungen kann durch rechtzeitige und fachgerechte Wartung der GDRM Anlagen entsprechend den Empfehlungen des DVGW-Arbeitsblattes G 495 vermieden werden. Seite:-24-

27 4.1 Personalqualifikation Mit der Störungsbeseitigung befaßtes Betriebspersonal muß : die erforderliche Sachkunde besitzen über die notwendigen Werkzeuge und Materialien verfügen Zugriff auf die notwendigen Dokumentationsmaterialen (Leitungspläne, Betriebsanweisungen) haben. 4.2 Bereitschaftsdienst Für die Gasversorgungseinrichtungen soll ein qualifizierter Bereitschaftsdienst zur Verfügung stehen. Hierbei kann es sich um betriebseigenes Personal oder um qualifizierte Dienstleistungsunternehmen mit entsprechendem Eignungsnachweis handeln. Seite:-25-

28 5 Literaturverzeichnis 1. DVGW-Arbeitsblatt G Gas-Druckregelung mit Eingangsdrücken bis einschließlich 4 bar für Hausinstallation 2. DVGW-Arbeitsblatt G 491 Gas-Druckregelanlagen für Eingangsdrücke bis einschließlich 100 bar; Planung, Fertigung, Errichtung, Prüfung, Inbetriebnahme und Betrieb 3. DVGW-Arbeitsblatt G 492 Gas-Meßanlagen für einen Betriebsdruck bis einschließlich 100 bar; Planung, Fertigung, Errichtung, Prüfung, Inbetriebnahme und Betrieb und Instandhaltung 4. DVGW-Arbeitsblatt G Qualifikationskriterien für Unternehmen zur Instandhaltung von Gas-Druckregel- und Meßanlagen 5. DVGW-Arbeitsblatt G 495 Gasanlagen-Instandhaltung 6. DVGW-Arbeitsblatt G 498 Durchleitungsdruckbehälter in Anlagen und Leitungen der öffentlichen Gasversorgung 7. DIN Bauelemente in Anlagen der Gasversorgung; Anforderungen an Bauelemente in Gasversorgungsanlagen 8. GasHL-VO Verordnung über Gashochdruckleitungen 9. EG - Druckgeräterichtlinie Pressure Equipment Directive PED UVV BGV C 6 Anlagen für Gase der öffentlichen Gasversorgung 11. R. Weißer V. Ollesch Elemente und Aufbau von Gas- Druckregelanlagen in: Gas-Druckregelung und Gas- Druckregelanlagen Vulkan-Verlag, Essen Teilnehmerunterlage_Betriebliche_ GDRM_Anlagen_Ollesch_Mai_2005_v1.doc Seite:-26-