Prozess- und Abwässer müssen präzise überwacht werden, da Verunreinigungen erhebliche Schäden an Anlagen verursachen oder die Umwelt belasten können. Für die kontinuierliche Überwachung von Wasserkreisläufen bietet das Schweizer Unternehmen Swan Analytische Instrumente verschiedene Analysegeräte. Eine Überdruckkapselungslösung von Pepperl+Fuchs ermöglicht den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, sodass diese Messinstrumente keine potenzielle Zündquelle darstellen.
Wasser wird in der Industrie vielseitig genutzt: zur Kühlung, als Dampfkreislauf in Crackprozessen oder als reines, entmineralisiertes Wasser wie in der Halbleiter- und Pharmaindustrie sowie in Elektrolyseuren für die Produktion von grünem Wasserstoff. Im Verlauf der Nutzung treten zwangsläufig Verunreinigungen auf, deren Konzentrationen überwacht werden müssen. Je nach Anwendung gelten unterschiedliche Toleranzgrenzen, bevor Aufbereitungsmaßnahmen eingeleitet werden. Da Probenentnahme und -analyse häufig in explosionsgefährdeten Bereichen stattfinden, sind entsprechende Schutzvorkehrungen für den Explosionsschutz unerlässlich.
Wasseranalyse in explosionsgefährdeten Bereichen
Swan Analytische Instrumente gilt weltweit als führender Anbieter von Online-Wasseranalysesystemen, die kontinuierlich die Wasserqualität überwachen und die Daten direkt an die Prozesssteuerung übermitteln. Die industriellen Einsatzbereiche reichen von Kraftwerken, Chemie- und Petrochemie-Anlagen bis hin zur Pharma- und Halbleiterproduktion und Elektrolyseure. Hier sind naturgemäß zündfähige Atmosphären vorherrschend. Die Einsatzorte der Analysesysteme befinden sich daher unvermeidlich in explosionsgefährdeten Bereichen. Die dort eingesetzten elektrischen Betriebsmittel müssen über entsprechende Schutzvorrichtungen nach den Regularien des Explosionsschutzes verfügen.
Swan nutzt dafür eine maßgeschneiderte Gehäuselösung von Pepperl+Fuchs mit der Zündschutzart Überdruckkapselung (Ex p). Diese ermöglicht den Einsatz von nicht-zertifizierten Betriebsmitteln in explosionsgefährdeten Bereichen. Hierfür werden die Analysegeräte in ein überdruckgekapseltes Gehäuse integriert, in das kontinuierlich Druckluft oder ein Inertgas wie Stickstoff gespült wird.
Die Steuereinheit des Überdruckkapselungssystems der Serie 5500 von Pepperl+Fuchs ist außen am Gehäuse angebracht und lässt sich einfach bedienen. Durch einen konstanten leichten Überdruck im Inneren des Gehäuses wird verhindert, dass eine explosionsfähige Außenatmosphäre in das Gehäuse dringt. Ein zugehöriger Druckwächter überwacht konstant das Druckniveau und sorgt bei Bedarf für Nachströmung. Die Überdruckkapselungslösung ermöglicht die sichere Wasseranalyse in explosionsgefährdeten Bereichen.
Keine Kompromisse: Die Rolle der Wasserqualität
Ein zentrales Anwendungsfeld ist die Überwachung von Rücklaufkondensaten in Kraftwerken und chemischen Prozessen. Verunreinigungen im Dampfkondensat können große Schäden in den Anlagen anrichten. In Verfahren wie dem Steamcracken tritt Dampf direkt mit Prozessmedien in Kontakt, sodass eine kontinuierliche Analyse des Rücklaufkondensats erforderlich ist, um rechtzeitig eine externe Aufbereitung einzuleiten.
In Elektrolyseuren zur Produktion grünen Wasserstoffs entscheidet die Reinheit des eingesetzten Wassers über die Lebensdauer und Effizienz der Elektrolyse-Stacks, die mittels Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Bereits minimale Überschreitungen von Grenzwerten können in kürzester Zeit zu Leistungseinbußen führen. „Eine Überschreitung der Grenzwerte kann schon nach sehr kurzer Zeit zu einem drastischen Leistungsabfall des Elektrolyseurs führen. Wir reden hier von einer Minuten- oder Stundenfrist. Jede Verunreinigung führt zu Leistungseinbußen und einer verkürzten Lebensdauer der Anlage“, erklärt Nils Schwäbe, Product Line Manager bei Swan.
Auch in der Pharma- und Halbleiterproduktion ist die Reinheit des Wassers entscheidend, da schon kleinste mineralische Verunreinigungen die Qualität beeinträchtigen können. Swans Analysesysteme erfassen selbst geringste Konzentrationen im ppt-Bereich (parts per trillion). Analysiert werden unter anderem Kieselsäure, Natrium, Sauerstoff, Ozon, organische Verbindungen und Trübung.
Von der Speziallösung zum Standardprodukt
Die von Pepperl+Fuchs designten und entwickelten Ex-p-Gehäuse sind in enger Zusammenarbeit mit Swan entstanden und perfekt auf die Anforderungen abgestimmt. Sie sind kompakt, verfügen über ein integriertes Sichtfenster auf das Display des Analyse-Instruments und besitzen die notwendigen internationalen Zertifizierungen nach ATEX und IECEx für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2. Die überdruckgekapselten Gehäuse können zudem flexibel mit verschiedenen Analysegeräten bestückt werden und sind so für die unterschiedlichen Anwendungen in kürzester Zeit einsatzbereit.
Die kundenspezifischen Überdruckkapselungslösungen von Pepperl+Fuchs wurden im konzerneigenen Solution Engineering Center in Bühl entwickelt, gefertigt und als zertifizierte Komplettlösung geliefert. Aus einer zunächst maßgeschneiderten Lösung ist ein modulares Standardprodukt geworden, das Swan als einziger Hersteller in diesem Segment ab Werk fertig montiert und zertifiziert seinen Kunden bietet.
Auf die Wasserqualität kommt es an
Wasser ist lebensnotwendig. Um Trinkwasser vor Verunreinigungen zu schützen, muss die Qualität ständig kontrolliert werden. Wasser aus tieferen Gesteinsschichten kann zudem Methan enthalten, was entfernt werden muss, bevor es als natürliches Mineralwasser abgefüllt werden kann. Doch nicht nur beim Trinkwasser ist die Qualität des Wassers entscheidend. Das gleiche gilt für Schwimmbäder, wo das Wasser regelmäßig kontrolliert und von Schmutz und Bakterien aufbereitet werden muss. Aus diesen beiden Nischen entwuchs die Schweizer Firma Swan Analytische Instrumente AG, die sich auf die Entwicklung und Herstellung von Online-Instrumenten zur analytischen Bestimmung verschiedener Parameter in Wasseraufbereitungsprozessen spezialisiert hat. In den letzten Jahren entwickelte sich der Markt der Kraftwerke und industriellen Anwendungen in der Wasseranalyse immer weiter und Swan zählt heute zu den führenden Komplettanbietern für die Wasserüberwachung.
Kundenspezifische Lösungen
Pepperl+Fuchs bietet ein komplettes Produktportfolio für explosionsgefährdete Bereiche. Von Standardkomponenten bis hin zu maßgeschneiderten Lösungen. In enger Partnerschaft mit Kunden und Anwendern planen, entwickeln und konstruieren die erfahrenen Experten in den Pepperl+Fuchs Solution Engineering Centern (SEC) individuelle Lösungen. Benötigen auch Sie eine auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene technische Lösung?Mehr dazu hier
Textquelle: amplify
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