Größeres Bild anzeigen
Flüchtige Emissionen sind flüchtige organische Gase, die aus unter Druck stehenden Ventilen austreten.Diese Emissionen können entweder zufällig, durch Verdunstung oder durch fehlerhafte Ventile verursacht werden.
Diffuse Emissionen schaden nicht nur Mensch und Umwelt, sondern gefährden auch die Wirtschaftlichkeit.Bei längerer Exposition gegenüber flüchtigen organischen Verbindungen können Menschen schwere körperliche Beschwerden entwickeln.Dazu gehören Arbeiter in bestimmten Werken oder Menschen, die in der Nähe leben.
Dieser Artikel enthält Informationen darüber, wie flüchtige Emissionen entstanden sind.Dabei geht es auch um die API-Tests sowie darum, was getan werden muss, um die Auswirkungen solcher Leckageprobleme zu verringern.
Quellen flüchtiger Emissionen
Ventile sind die Hauptursachen für flüchtige Emissionen
Industrieventile und ihre Komponenten sind meistens die Hauptverursacher flüchtiger Industrieemissionen.Linearventile wie Kugel- und Schieberventile sind die häufigsten Ventiltypen, die für diesen Zustand anfällig sind.
Diese Ventile verwenden zum Schließen und Schließen entweder einen steigenden oder einen rotierenden Schaft.Diese Mechanismen erzeugen mehr Reibung.Darüber hinaus sind Verbindungen, die mit Dichtungen und Packungssystemen verbunden sind, die üblichen Komponenten, an denen solche Emissionen auftreten.
Da Linearventile jedoch kostengünstiger sind, werden sie häufiger eingesetzt als andere Ventilarten.Das macht diese Ventile in Bezug auf den Umweltschutz umstritten.
Ventilschäfte tragen zu flüchtigen Emissionen bei
Flüchtige Emissionen von Ventilschäften machen etwa 60 % der Gesamtemissionen einer bestimmten Industrieanlage aus.Dies wurde in eine Studie aufgenommen, die von der University of British Columbia durchgeführt wurde.Die Gesamtzahl der Ventilschäfte ist auf den in der Studie erwähnten hohen Prozentsatz zurückzuführen.
Ventilpackungen können ebenfalls zu flüchtigen Emissionen beitragen
Die Schwierigkeit bei der Kontrolle flüchtiger Emissionen liegt auch in der Verpackung.Während die meisten Verpackungen den API-Standard 622 während des Tests einhalten und bestehen, versagen viele während des eigentlichen Szenarios.Wieso den?Die Packung wird getrennt vom Ventilgehäuse hergestellt.
Es kann geringfügige Unterschiede in den Abmessungen zwischen der Packung und dem Ventil geben.Dies kann zu Leckagen führen.Einige Faktoren, die neben den Abmessungen zu berücksichtigen sind, sind Passung und Verarbeitung des Ventils.
Alternativen zu Petroleum sind ebenfalls Schuldige
Diffuse Emissionen entstehen nicht nur bei der Verarbeitung von Gasen in der Industrieanlage.Tatsächlich treten flüchtige Emissionen in allen Zyklen der Gasproduktion auf.
Laut A Close Look at Fugitive Methane Emissions from Natural Gas „sind die Emissionen aus der Erdgasproduktion erheblich und treten in jeder Phase des Erdgaslebenszyklus auf, von der Vorproduktion über die Produktion, Verarbeitung, Übertragung und Verteilung“.
Was sind die spezifischen API-Standards für industrielle flüchtige Emissionen?
Das American Petroleum Institute (API) ist eines der Leitungsgremien, das Standards für die Erdgas- und Ölindustrie bereitstellt.API-Standards wurden 1919 gegründet und sind eine der führenden Richtlinien für alles, was mit der petrochemischen Industrie zu tun hat.Mit mehr als 700 Standards hat API kürzlich spezifische Standards für flüchtige Emissionen im Zusammenhang mit Ventilen und deren Packungen bereitgestellt.
Obwohl einige Emissionstests verfügbar sind, sind die am meisten akzeptierten Standards für Tests diejenigen, die unter API fallen.Hier sind die detaillierten Beschreibungen für API 622, API 624 und API 641.
API622
Dies wird auch als API 622-Typprüfung von Prozessventilpackungen auf flüchtige Emissionen bezeichnet
Dies ist der API-Standard für Ventilpackungen in Schaltventilen mit steigender oder rotierender Spindel.
Damit wird bestimmt, ob die Verpackung die Emission von Gasen verhindern kann.Es gibt vier Bewertungsbereiche:
1. Wie hoch ist die Leckrate
2. Korrosionsbeständigkeit des Ventils
3. Welche Materialien werden in der Verpackung verwendet?
4. Was ist die Bewertung für Oxidation
Der Test, mit seiner letzten Veröffentlichung von 2011 und noch in Überarbeitung, umfasst 1.510 mechanische Zyklen mit fünf Umgebungstemperaturzyklen von 5000 F und einem Betriebsdruck von 600 psig.
Mechanische Zyklen bedeuten vollständiges Öffnen bis vollständiges Schließen des Ventils.An dieser Stelle wird das Austreten des Prüfgases in Intervallen überprüft.
Eine der jüngsten Überarbeitungen für API 622-Tests ist die Ausgabe von API 602- und 603-Ventilen.Diese Ventile haben eine schmale Ventilpackung und waren in den API 622-Tests oft durchgefallen.Die zulässige Leckage beträgt 500 Teile pro Million Volumen (ppmv).
API624
Dies wird auch als API 624-Typprüfung von Ventilen mit steigender Spindel bezeichnet, die mit einer flexiblen Graphitpackung für den Standard für flüchtige Emissionen ausgestattet sind.Diese Norm enthält die Anforderungen für die Prüfung flüchtiger Emissionen sowohl für Ventile mit steigender Spindel als auch mit rotierender Spindel.Diese Schaftventile sollten eine Packung enthalten, die bereits den API-Standard 622 bestanden hat.
Die getesteten Spindelventile sollten in den akzeptierten Bereich von 100 ppmv fallen.Dementsprechend hat API 624 310 mechanische Zyklen und drei Umgebungszyklen bei 5000 F.Beachten Sie, dass Ventile über NPS 24 oder mehr als Klasse 1500 nicht im Testumfang von API 624 enthalten sind.
Der Test ist fehlgeschlagen, wenn die Wellendichtungsleckage 100 ppmv übersteigt.Das Spindelventil darf sich während der Prüfung nicht der Leckage anpassen.
API641
Dies wird auch als API 624 Vierteldrehventil-FE-Test bezeichnet.Dies ist der neuere, von API entwickelte Standard, der Ventile abdeckt, die zur Familie der Vierteldrehungsventile gehören.Eines der vereinbarten Kriterien für diese Norm ist der maximale Bereich von 100 ppmv für die zulässige Leckage.Eine weitere Konstante der API 641 sind die 610 Vierteldrehungen.
Ventile mit Vierteldrehung und Graphitpackung müssen zuerst die Prüfung nach API 622 bestehen.Wenn die Verpackung jedoch in den API 622-Standards enthalten ist, kann dies auf die API 622-Prüfung verzichten.Ein Beispiel ist ein Packungssatz aus PTFE.
Die Ventile werden mit dem maximalen Parameter getestet: 600 psig.Aufgrund der Temperaturschwankungen werden zwei Sätze von Nennwerten für die Ventiltemperatur verwendet:
● Ventile, die für über 5000 F ausgelegt sind
● Ventile, die für weniger als 5000 F ausgelegt sind
API 622 im Vergleich zu API 624
Es kann zu Verwirrung zwischen API 622 und API 624 kommen. Beachten Sie in diesem Teil die wenigen Unterschiede zwischen den beiden.
● Die Anzahl der beteiligten mechanischen Zyklen
● API 622 betrifft NUR die Verpackung;wohingegen API 624 das Ventil EINSCHLIEßLICH der Packung betrifft
● Der Bereich zulässiger Leckagen (500 ppmv für API 622 und 100 ppmv für 624)
● Die Anzahl zulässiger Anpassungen (eine für API 622 und keine für API 624)
Wie man industrielle flüchtige Emissionen reduziert
Flüchtige Emissionen können vereitelt werden, um die Auswirkungen von Ventilemissionen auf die Umwelt zu verringern.
#1 Veraltete Ventile wechseln
Ventile ändern sich ständig.Stellen Sie sicher, dass die Ventile den neuesten Normen und Vorschriften entsprechen.Durch regelmäßige Wartung und Überprüfung ist es einfacher zu erkennen, welche ausgetauscht werden sollten.
#2 Korrekte Ventilinstallation und ständige Überwachung
Eine unsachgemäße Installation von Ventilen kann ebenfalls Leckagen verursachen.Stellen Sie hochqualifizierte Techniker ein, die Ventile korrekt installieren können.Eine ordnungsgemäße Ventilinstallation kann auch das System auf mögliche Lecks erkennen.Durch ständige Überwachung können Ventile, die möglicherweise undicht sind oder sich versehentlich geöffnet haben, leicht erkannt werden.
Es sollten regelmäßige Lecktests durchgeführt werden, bei denen die von den Ventilen freigesetzte Dampfmenge gemessen wird.Industrien, die Ventile verwenden, haben fortschrittliche Tests entwickelt, um Ventilemissionen zu erkennen:
● Methode 21
Dieser verwendet einen Flammenionisationsdetektor, um Lecks zu prüfen
● Optimale Gasbildgebung (OGI)
Dieser erkennt mit einer Infrarotkamera Lecks in der Anlage
● Differentielles Absorptions-Lidar (DIAL)
Damit können flüchtige Emissionen aus der Ferne erkannt werden.
Nr. 3 vorbeugende Wartungsoptionen
Die vorbeugende Wartungsüberwachung kann Probleme mit Ventilen in einem frühen Stadium erkennen.Dies kann die Kosten für die Reparatur eines fehlerhaften Ventils reduzieren.
Warum müssen flüchtige Emissionen reduziert werden?
Flüchtige Emissionen tragen wesentlich zur globalen Erwärmung bei.Es stimmt, es gibt eine aktive Bewegung, die hofft, die Emissionen zu reduzieren.Aber nach seiner Anerkennung fast ein Jahrhundert nach der Anerkennung ist die Luftverschmutzung immer noch hoch.
Da der Energiebedarf weltweit zunimmt, steigt auch die Notwendigkeit, nach Alternativen zu Kohle und fossilen Brennstoffen zu suchen.
Quelle: https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions
Methan und Ethan stehen im Rampenlicht als die praktikabelsten Alternativen zu fossilen Brennstoffen und Kohle.Es stimmt, dass es viel Potenzial als Energieressourcen für diese beiden gibt.Allerdings hat insbesondere Methan ein 30-mal höheres Erwärmungspotenzial als CO2.
Dies ist sowohl für Umweltschützer als auch für die Industrie, die diese Ressource nutzt, alarmierend.Andererseits ist die Vermeidung von Ventilemissionen durch den Einsatz hochwertiger und API-zugelassener Industrieventile möglich.
Quelle: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/pdfscache/1180.pdf
Zusammenfassend
Es besteht kein Zweifel, dass Ventile wichtige Komponenten jeder industriellen Anwendung sind.Ventile werden jedoch nicht als ein massives Teil hergestellt;vielmehr besteht es aus Komponenten.Die Abmessungen dieser Komponenten passen möglicherweise nicht zu 100 % zueinander, was zu Undichtigkeiten führt.Diese Lecks können die Umwelt schädigen.Das Verhindern solcher Lecks ist eine lebenswichtige Verantwortung jedes Ventilbenutzers.
Postzeit: 25. Februar 2022