Treffen Erdgas und Wasserstoff aufeinander, verändern sich die akustischen Resonanzbedingungen in den Rohrleitungen. Mit 1.300 Metern pro Sekunde hat Wasserstoff eine rund viermal höhere Schallgeschwindigkeit als Erdgas. Die Folge: ein wesentlich anderes Pulsations- und damit auch Schwingungsverhalten der eigentlich auf Erdgas ausgelegten Rohrleitungen.
Die neue Systemlösung von Kötter Solutions sichert den Betrieb von Erdgasnetzen und GDRM-Anlagen auch bei einem steigenden Anteil von Wasserstoff. Die von Kötter Consulting Engineers gemeinsam mit Beckhoff Automation entwickelte Online-Überwachung misst permanent wichtige Schwingungsparameter an den elementaren Schnittstellen der Anlagen. Damit die Sicherheit der sensiblen Systeme langfristig erhalten bleibt, berät der Spezialist für Schall- und Schwingungstechnik auf Basis der Messdaten bei der Problembehebung und gibt remote Hilfestellungen. Nach einem erfolgreichen Pilotprojekt überwacht das System bereits eine GDRM-Anlage in Norddeutschland.
Permanent-Überwachung mit Frühwarnsystem
Das Schutzkonzept besteht aus sensibler Sensorik und einer Online-Überwachung mit Frühwarnfunktion. Mikrofone und Sensoren überwachen an mehreren Stellen der Gasnetze die Änderungen der Schwingungen, Druckpulsationen sowie die Anlagenakustik. Die Messwerte fließen dabei kontinuierlich auf einer zentralen Plattform zusammen und werden auf einer digitalen Nutzeroberfläche übersichtlich dargestellt. Das Online-Tool analysiert diese Werte beispielweise hinsichtlich der Lage der Eigenfrequenzen permanent. Anlagenbetreiber haben dadurch die Möglichkeit, Schwingungsprobleme live auf dem Desktop nachzuvollziehen.
Werden festgelegte Grenzwerte überschritten, schaltet sich ein integriertes Frühwarnsystem mittels Ampelschaltung ein. So sind die Schwingungsspezialisten von Kötter schon vor dem Worst-Case Anlagenausfall in der Lage, Schwingungsprobleme zu ermitteln und den Betreibern vorgefertigte Lösungsansätze aufzuzeigen. Alle Komponenten können dabei auch im Ex-geschützten Bereich zum Einsatz kommen. Das System ist zwar für die Überwachung von GDRM-Anlagen konzipiert, kann aber auch für den Einsatz an allgemeinen Gasanlagen adaptiert werden.
Die Systemlösung wird individuell auf die zu überwachende Anlage mit der entsprechenden Messtechnik abgestimmt. Dem Einsatz des Online-Monitorings geht eine Sensitivitätsanalyse voraus, die strukturdynamische, strömungsmechanische und akustische Parameter prüft.
