Wärmebildkameras zur Überwachung von Abfackelvorrichtungen

Abfackelvorrichtungen werden in vielen Branchen genutzt, um ungewollte Abgasnebenprodukte oder brennbare Gase abzufackeln, die beim Entstehen einer ungeplanten Überdruckspitze in der Produktionsanlage aus den dafür vorgesehenen Überdruckventilen entweichen.

Unter anderem werden sie bei Erdöl- und Erdgasförderstätten, Ölraffinerien, Chemieanlagen, Erdgasverteilungsinfrastrukturen und Deponien genutzt. In vielen Fällen schreiben gesetzliche Bestimmungen die Überwachung der zum Entzünden der jeweiligen Gase genutzten Pilotflamme vor, damit keine unverbrannten Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre gelangen.

Wärmebildkameras eignen sich als ideales Überwachungsinstrument, da sie rund um die Uhr und bei jeder erdenklichen Wettersituation eine automatische Fernüberwachung ermöglichen. Außerdem lassen sich mit Wärmebildkameras viele der technischen und kostenrelevanten Probleme vermeiden, die häufig im Zusammenhang mit anderen Technologien wie Ultraviolett­(UV)-Flammendetektoren, Flammenionisationsspektrometern, Thermoelementen und Pyrometern auftreten. 

Mit FLIR Wärmebildkameras können Sie:

• den Verbrennungsprozess überprüfen und den Anteil unverbrannter, umweltschädlicher Gase minimieren
• sich beim Verlöschen der Abfackelflamme sofort durch einen visuellen und akustischen Alarm warnen lassen
• eine visuelle Fernüberwachung auf einem TV- oder PC-Bildschirm nutzen
• quantitative Temperaturmesswerte bereitstellen
• die Betriebsleitung per E-Mail oder Intranet benachrichtigen
• die Anschlussmöglichkeit an eine zentrale Leitstelle per Ethernet nutzen
• täglich rund um die Uhr und bei jedem Wetter arbeiten

Abfackeln ist ein komplexer Vorgang

Abfackelsysteme werden oft als letzte Möglichkeit genutzt, um zu verhindern, dass umweltschädliche Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre gelangen. Ein Beispiel dafür ist Methan, das nicht nur brennbar, sondern als Treibhausgas 23 Mal umweltschädlicher ist als Kohlendioxid (CO2).

Ein Betriebsleiter muss sofort über das Verlöschen der Abfackelflamme informiert werden und dafür sorgen, dass diese schnellstmöglich wieder entzündet wird, um eine Zwangsabschaltung der Anlage zu vermeiden.

Zur Überwachung der Pilotflamme, die das ausströmende Gas entzündet und die Abfackelflamme erkennt, wurden bereits verschiedene Technologien ausprobiert – mit wechselndem Erfolg. Die meisten dieser Technologien sind unbrauchbar, wenn es um die Minimierung der beim Abfackeln der Gase entstehenden Abgase geht – ein wichtiger Indikator für die Verbrennungseffizienz. 

Eines der Probleme ist, dass der abzufackelnde Gasstrom von geringen Mengen bei der Treibstoffentrauchung unter normalen Betriebsbedingungen bis zu sehr großen Mengen bei einer Notfallabblasung über die Druckentlastungsventile oder beim Abblasen der gesamten Anlage reichen kann. Die Größe und Helligkeit der daraus resultierenden Abfackelflamme und die dabei entstehende Rauchmenge hängen jeweils davon ab, wie viel entzündliches Material gerade freigesetzt wird. Arbeitsgase wie Luft oder Dampf können dem Gasstrom mittels Injektion beigemischt werden, um die Verbrennung zu verbessern und die Rauchentwicklung zu minimieren.

FLIR Wärmebildkameras bieten eine Lösung

FLIR Wärmebildkameras erkennen die Differenz zwischen der Wärmesignatur einer Abfackelflamme und dem Umgebungshintergrund (in der Regel dem Himmel oder den Wolken). Diese Kameras lassen sich nicht nur so ausrichten, dass Sie die Abfackelflamme erkennen, sondern auch die Zündflamme überwachen. Üblicherweise werden Kameras auf einem Sockel oder einer anderen festen Struktur in feuchtigkeitsbeständigen Gehäusen montiert, um diese vor rauen Wetterbedingungen zu schützen. 

Dank ihrer Spektralcharakteristik und Kalibrierung kann die Kamera durch Luftfeuchtigkeit hindurch sehen, um ein gutes Bild aufzunehmen und einen relativen Temperaturmesswert der Abfackel- oder Pilotflamme zu erhalten. Auf den mit FLIR Wärmebildkameras bereitgestellten Bildern kann ein Beobachter sogar eine Abfackelflamme erkennen, die sich aufgrund ihrer Zusammensetzung oder geringen Gasstrommenge sonst nicht mit bloßem Auge erkennen ließe. 

Dadurch lassen sich die Probleme im Zusammenhang mit UV-Flammendetektoren überwinden, die durch Rauch buchstäblich blind werden. Wärmebilder und visuelle Bilder lassen sich entweder als analoge oder digitalisierte Daten in Echtzeit an eine zentrale Leitstelle übertragen.

Automatische Kontrolle

Neben der visuellen Überwachung der Abfackelflamme und des Rauchs ist auch eine automatische Kontrolle des Arbeitsgas-zu-Abgas-Verhältnisses möglich. Wenn dieses Verhältnis richtig eingestellt ist, verbessert es die Verbrennung und minimiert die Rauchentwicklung. Bei Störungen muss die zugeführte Luft- oder Dampfmenge sofort reguliert werden, um weiterhin eine ordnungsgemäße Verbrennung zu gewährleisten. Zusätzlich kann eine automatische Arbeitsgas-Injektionskontrolle dabei helfen, die Zufuhr überflüssiger Dampfmengen zu vermeiden und dadurch erhebliche Kostenersparnisse zu erzielen.