.svg "Emerson")
Wenn sich Regenwasser oder Schnee auf einem Tank-Schwimmdach ansammelt, kann dies zu ernsthaften Problemen führen. Überschüssige Ablagerungen dieser Art werden normalerweise über Überlaufrohre entfernt, es besteht jedoch die Gefahr, dass diese blockiert werden. Wenn das Wasser oder der Schnee nicht abgelassen werden kann, könnte die Belastung schließlich zu groß werden und das Dach zu niedrig schweben oder kippen. Ebenso können starke Winde das Dach zum Kippen bringen, insbesondere wenn sich zudem Wasser auf dem Dach sammelt, genauso wie undichte Pontons oder ein poröses Deck die Position des Daches verändern können, wodurch es sich nicht mehr über Wasser halten kann.
Randdichtungen, auch als periphere Dichtungen bekannt, werden zwischen Schwimmdach und Tankgehäuse verwendet, um die Verdunstung von Kohlenwasserstoffen zu verhindern. Diese können mitunter falsch angebracht sein oder beschädigt werden. Und wenn die Dichtung nicht ausreichend abdichtet, besteht die Gefahr von Dampfleckagen. Eine zu fest montierte Dichtung läuft Gefahr, dass das Dach uneinheitlich haftet oder sich bewegt. Doppelte und sogar dreifache Dichtungen werden als Mittel zur Minimierung von Dampfemissionen immer beliebter, die größere Reibung der Randdichtung erhöht jedoch auch die Gefahr des Festhaftens des Daches. Tankwandanomalien können zudem verhindern, dass das Dach frei schwimmt. Des Weiteren können Probleme auftreten, wenn sich die Dachzugangsleitern nicht frei bewegen.
Sollte ein Schwimmdach ausfallen, würde dies ein großes Umwelt- und Sicherheitsrisiko darstellen. Ein Festklemmen oder Einstürzen des Daches führt zu erheblichen mechanischen Schäden am Tank, was nicht nur extrem teuer wäre, sondern auch einen langfristigen Verlust der Lagerkapazität verursachen würde. Ein absinkendes, kippendes oder undichtes Dach kann dazu führen, dass kohlenwasserstoffhaltiger Dampf freigesetzt und das Produkt im Tank kontaminiert wird. Eine unerwartete Dampffreisetzung ist nicht nur ein Umweltproblem, sondern würde auch ein enormes Sicherheitsrisiko bedeuten, wenn es sich entzündet, was einen Tankbrand und Explosionsgefahr hervorrufen kann und möglicherweise Leben gefährdet.
Frühzeitige Erkennung von Problemen
Angesichts dieser unterschiedlichen Probleme, die auf Schwimmdächer einwirken können, ist es wichtig, dass das Bedienpersonal im Falle abnormaler Situationen eine frühzeitige Warnung erhält. Eine automatisierte Lösung mit intelligenten Füllstandsmessgeräten bietet den Vorteil einer kontinuierlichen Überwachung und Echtzeitverifizierung, dass das Schwimmdeck wie vorgesehen funktioniert. Wenn eine Abweichung vom normalen Betrieb vorliegt, geben automatische Systeme einen sofortigen, umsetzbaren Alarm aus.
Automatisierte Lösungen bieten daher sehr gute Möglichkeiten zur Aufrechterhaltung der Dachintegrität und helfen Betreibern, den anerkannten Industriestandard API 650 einzuhalten, der die Mindestanforderungen für die Auslegung und Inspektion von Lagertanks festlegt. Die Automatisierung einer bisher manuellen Aufgabe kann dem Bedienpersonal auch dabei helfen, die lokalen Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften zu erfüllen – zum Beispiel gibt es Orte, an denen Tankdächer mit einem Durchmesser von mehr als 60 m überwacht werden müssen. Automatisierte Lösungen können auch unternehmenseigene Personal- und Prozesssicherheitsrichtlinien sowie deren Umweltschutzrichtlinien unterstützen.
Funktionsweise einer automatisierten Lösung
Eine automatisierte Überwachungslösung umfasst die Installation von Füllstandsmessgeräten an mehreren Punkten. Diese Instrumente können entweder oben auf dem Tank oder auf dem Schwimmdach selbst aufgebracht werden.
Wenn die Geräte auf dem Tank angebracht werden, werden in der Regel drei berührungslose Radargeräte – wie die Rosemount Serie 5400 oder die Rosemount Serie 5900 von Emerson – installiert, die in einem Abstand von 120 Grad zueinander montiert sind. Eine Reflektorplatte auf dem Dach ermöglicht genaue Messungen, ohne dass dies durch hervorstehende Objekte auf der Dachoberfläche beeinträchtigt wird. Das Vorhandensein einer Dachneigung kann durch Vergleich des Füllstandswerts aller drei Radargeräte verfolgt werden. Diese Lösung überwacht, wie gut das Dach schwimmt, indem sie die Dachmesswerte mit einem automatischen Tankmessgerät vergleicht, das den Flüssigkeitsstand durch ein Beruhigungsrohr misst.
Die Messungen der drei berührungslosen Radargeräte werden über kabelgebundene oder kabellose Kommunikation an die Messwarte übertragen, wo ein Konsolenbetreiber den Status des Daches mithilfe des Rosemount-TankMaster-Softwarepakets von Emerson überwacht. So können automatische Alarme ausgelöst werden.
Diese berührungslose Lösung ist äußerst genau und zuverlässig. Sie eignet sich für jede Tankgröße und kann nachträglich an bestehende Tankmesssysteme angepasst werden. Ihre Funktionalität als Überfüllsicherung ist ein weiterer Vorteil, zusammen mit der Redundanz der Füllstandsmessung.
Bei einer Positionierung der Messgeräte auf dem Schwimmdach werden kabellose und batteriebetriebene Geführte Mikrowellen (GWR), wie der Rosemount 3308 von Emerson, in bestehende Stutzen installiert, wobei starre Sonden durch das Dach und in die darunter befindliche Flüssigkeit eindringen. Die Wireless-Geräte ermöglichen die Installation ohne flexible Verkabelung, die der Dachbewegung standhalten kann. Ein an der Oberseite des Tanks montierter Funk-Repeater sorgt dafür, dass die Radargeräte, wenn sich das Dach an einem niedrigen Punkt befindet, weiterhin ununterbrochen Daten an die Messwarte übertragen können, obwohl sich die Geräte unter der Oberkante des Tankgehäuses befinden. Die potenzielle Dachneigung wird durch Vergleich der Eintauchstände der Sonden in das flüssige Produkt verfolgt. Mit dieser Lösung können Alarme nicht nur bei Kippproblemen, sondern auch bei Auftrieb und Dachverklemmung oder -absenkung ausgelöst werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Dachkonfiguration ist die einfache Installation, Konfiguration und Kommunikation. Die Installation kann in nur zwei Stunden erfolgen, während der Tank noch in Betrieb ist. Die Konfiguration des GWR kann per Wireless auf einem einfach zu bedienenden Konfigurationsbildschirm durchgeführt werden. Die Dachneigungsdaten sind in der TankMaster-Software in der Messwarte verfügbar. Die drei GWR-Messwerte werden in TankMaster zusammen mit dem primären Radar-Füllstandsmessgerät überwacht, das den Flüssigkeitsstand zu Bestandszwecken misst. Die TankMaster-Lösung ermöglicht auch den Anschluss an alle wichtigen dezentralen Prozessleitsysteme (DCS).
Weitere Sensoren integrierbar
Als zusätzlichen Vorteil können andere Sensoren in eine automatisierte Lösung integriert werden, um geschäftskritische Risiken durch eine Fehlfunktion des Schwimmdachs weiter zu minimieren. Die Verwendung kabelloser Kommunikation macht diese Erweiterung einfach und kosteneffektiv. Ein Beispiel dafür ist die Überwachung des Dachwasserabflusses mithilfe eines Wireless-Füllstandsgrenzwertschalters. Die Frequenzüberwachungsfunktionen der neuesten Wireless-Vibrationsgrenzwertschalter, wie dem Rosemount 2160 von Emerson, können verwendet werden, um schnell die Art der Flüssigkeit zu identifizieren, die im Wasserabfluss auf dem Tankdach vorhanden ist – zum Beispiel ob es sich um Wasser oder Öl handelt. Wenn der Schalter Wasser erkennt, kann dies bedeuten, dass der Abfluss verstopft oder geschlossen ist. Bei Kohlenwasserstoffen kann dies auf Undichtheiten des Abflussrohrs oder des Daches hindeuten. Die Möglichkeit, diese Unterscheidung vorzunehmen, bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Gesundheit und Sicherheit sowie die Vermeidung von Produktverlusten und Verunreinigungen.
