Optimieren von Gasverteilungssystemen

Unabhängig davon, wie ein Gasverteilungssystem gebaut wurde – im eigenen Werk oder durch einen Lieferanten– gibt es wahrscheinlich Möglichkeiten, Ineffizienzen zu reduzieren und somit die gesamten Betriebskosten zu reduzieren und einen sichereren Arbeitsplatz für alle Mitarbeiter zu schaffen.

Häufige Herausforderungen

Unter hohem Druck stehende Gase stellen eine Gefahr für Mitarbeiter dar, wenn sie nicht richtig gehandhabt und kontrolliert werden. Gase müssen meistens bei einem bestimmten Druck angeliefert werden. Das System muss in der Lage sein, Durchflussraten beizubehalten und den Druck von der Quelle bis zum Einsatzort zu kontrollieren, damit Bediener das Gas auf eine sichere und konsistente Weise richtig verwenden können. Wenn der Druck an einem beliebigen Punkt im System zu weit absinkt, kann es schwierig sein, die erforderlichen Durchflussraten oder die gewünschten Ergebnisse zu erreichen.

Eine weitere große Herausforderung in Gasverteilungssystemen sind Leckagen, die an jedem beliebigen Punkt im System auftreten können. Leckagen sind nicht nur eine mögliche Gefahr für das Personal und die Umwelt, wenn das jeweilige Gas schädlich oder giftig ist. Auch schon die kleinste Leckage kann Ausfallzeiten und Gewinnverluste nach sich ziehen. Die meisten Unternehmen kaufen Gase von Lieferanten, und bereits die kleinste Leckage kann unnötige Kosten verursachen. Es ist wichtig, das gesamte System kontinuierlich auf Leckagen zu prüfen, um dem Unternehmen langfristig Geld zu sparen. Können die eigenen Mitarbeiter dies nicht übernehmen, sollten Werksleiter externe Außendiensttechniker mit der Evaluierung des Systems beauftragen.

Verschiedene Faktoren können die Systemleistung beeinträchtigen, etwa ein schlecht funktionierendes Bauteil. Die Auswahl eines Reglers ist ein gutes Beispiel: Dieser Schritt erfordert Fachkenntnis, die ein Anlagenbetreiber nicht unbedingt unter den eigenen Mitarbeitern finden kann, und ein falscher Regler kann die Systemleistung wesentlich beeinträchtigen.
Je nach Komplexität des gesamten Systems kann es herausfordernd und zeitaufwendig sein, solche Mängel zu erkennen und darauf einzugehen. Die Gasverteilung hat nicht unbedingt Priorität nach Ansicht der Werksleiter. Sie ist lediglich einer von zahlreichen Prozessen, die alle zur gesamten betrieblichen Effizienz beitragen und so den Gewinn beeinflussen. Oftmals läuft ein System ineffizient, ohne dass der Betreiber überhaupt weiß, dass ein kostspieliges Problem im System vorliegt. Ein erfahrener Außendiensttechniker kann sicherstellen, dass das System optimal läuft und Möglichkeiten aufzeigen, Bauteile zu optimieren und die besten auszuwählen.

Die Leistungsverbesserung beginnt damit, das gesamte Design des Systems zu verstehen, vom Grundkonzept über die Bauteile bis hin zum Gas, das das System transportieren soll. Manchmal beauftragen Unternehmen Drittanbieter mit dem Design und Bau des Systems. Das bedeutet in der Regel, dass der Betreiber weniger Kontrolle über das Endprodukt hat und auch nicht so gut damit vertraut ist. Bei einem Design Dritter handelt es sich auch oft um eine Universallösung, die nicht unbedingt auf die Anforderungen der Anlage zugeschnitten ist. Daher ist das Verständnis für das gesamte System in diesen Situationen sogar noch wichtiger.

Sobald Anlagenbetreiber besser verstehen, wie das System ausgelegt ist und welchen Zweck es erfüllen soll, können sie eher entscheiden, ob Verbesserungen nötig sind und wie eine Umarbeitung des Systemlayouts oder eine Modernisierung der Bauteile oder Gasschalttafeln im System zu erfolgen hat. Dann muss der Betrieb sichergehen, dass die besten Verfahren zur Gasverteilung eingehalten und durch alle Mitarbeiter beachtet werden. Die Standardisierung der richtigen Verfahren stellt sicher, dass die Bediener wissen, welche Geräte für eine Konsistenz aller notwendigen Schritte im gesamten Prozess einzusetzen sind.

In den meisten Gasverteilungssystemen erfolgt die Drucksteuerung mithilfe einer Kombination aus vier Untersystemen: Source-Inlet-Anschluss, primäres Gassteuerungssystem, automatisches Umschalten und Entnahmestelle.
Der Source-Inlet-Anschluss ist in den meisten Systemen wichtig, weil er die unter hohem Druck stehende Gasquelle mit dem Verteilungssystem verbindet. Es ist wichtig, dass der Source-Inlet-Anschluss mit den entsprechenden Zylinderanschlüssen, Schläuchen, Rohren, Filtern, Entlüftungen, Spül- und Ablassfunktionen gebaut wird. Wenn ein Gasverteilungssystem keinen Standard-Eingangsanschluss aufweist, müssen Anlagenbetreiber überprüfen, ob die richtigen Bauteile verwendet werden und die Schalttafeln den richtigen Flaschenanschluss aufweisen. In einigen Fällen sind besondere Anwendungsschläuche notwendig, wenn Hochdruck- oder gefährliche Gase, einschließlich Sauerstoff, transportiert werden.

Das primäre Gasdrucksteuerungssystem nimmt die erste Druckreduzierung vor. Es stellt damit sicher, dass das Gas zur nächsten Stufe des Systems mit dem richtigen Druck und der richtigen Durchflussrate weitergeleitet wird. Die Reduzierung geschieht entweder mithilfe eines einzigen Druckreglers oder einer doppelten Druckregler-Anordnung, obwohl es schwierig sein kann, den richtigen Eingangs- und Ausgangsdruck zu bestimmen. Es ist wichtig, den Unterschied der Medien zu berücksichtigen. So wird zum Beispiel Kohlendioxid im Zylinder bei etwa 55 bar aufbewahrt, während Stickstoff bis 300 bar in Flaschen abgefüllt werden kann. Anlagenbetreiber können in bestimmten Situationen Geld sparen, wenn angeschlossene Gasflaschen keinen Zwei-Stufen-Druckregler erfordern, auch wenn das bei der Lieferung der Flasche im Werk Standard ist.

Automatisches Umschalten ermöglicht nahtlosen Wechsel von einer Gasquelle auf eine andere, um eine ununterbrochene Gasförderung bereitzustellen. Das wird mithilfe von gestaffelten Einstellungen von zwei Druckreglern erreicht, die dem System fortlaufenden Betrieb gestatten, wenn die primäre Gasquelle gewechselt wird. Anlagenbetreiber sollten Lösungen mit verschiedenen möglichen Umschaltdrücken finden, um die Gasflasche optimal zu nutzen.

Der Einsatzort stellt die wichtigste Kontrollstufe dar, bevor das Gas das Gerät, den Test oder das System erreicht, wo es eingesetzt wird. Normalerweise enthält das System einen Druckregler, ein Manometer und Absperrventile, die den Werksmitarbeitern das genaue Einstellen des Drucks erleichtern. Wenn die Druckkontrolle zwischen der primären Gasdruckkontrolle an der Flasche und dem Einsatzort identisch ist, können Bediener einen einstufigen Druckregler verwenden, der die Gesamtkosten und die Komplexität des Systems reduzieren kann.

Um sicherzugehen, dass alle Untersysteme bei optimaler Leistung funktionieren, sollte ein Drittberater herangezogen werden, um das System zu evaluieren und zu zeigen, wo bessere Effizienz erzielt werden kann. Auf diese Art und Weise können Anlagenbetreiber ihre eigenen Systeme besser verstehen, die richtigen Bauteile auswählen, Designverbesserungen überwachen, vollständige Dokumentationen liefern und die Entwicklung verbesserter Verfahren zur Instandhaltung und Verwendung des Systems bei maximaler Kapazität mitbestimmen.