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Ausgewählte Ausgabe: 11-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Ortung von Gasaustritten in Biogasanlagen

VISUALISIERUNG | Vor wenigen Jahren wies ein Großteil der Biogasanlagen im gesamten Bundesgebiet Undichtheiten auf, wie Messungen der vergangenen Jahre gezeigt haben. Mit dem Einsatz der Gaskamera-Technologie und dem unkomplizierten Sichtbarmachen von Leckagen konnte seither eine vermehrte Sensibilisierung der Biogasbetreiber erreicht werden. Austretendes Biogas bedeutet dabei nicht nur Einbußen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der Anlage, sondern birgt auch potenzielle Risiken für Gesundheit und Umwelt. Zusätzlich kommen sicherheitsrelevante Aspekte zum Tragen, wenn austretende Gase explosive Gemische bilden und zur Gefahr für Mensch und Anlage werden.


Biogas beziehungsweise Methan ist eines der Gase, die bei Undichtheiten an Biogasanlagen an diversen Stellen austreten können und eine nicht unerhebliche Rolle für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb der Anlage spielen. Gaslecks in Biogasanlagen aufzuspüren ist – neben der prozessbegleitenden Analytik – die Aufgabe der IBS GmbH mit Sitz in Bremen. Das Unternehmen hat sich zur Ortung von Leckagen für die „Flir GF320“ entschieden, um dem Kunden eine maximale Gasausbeute und ein möglichst geringes Ausfallrisiko bieten zu können.

Selbst kleinste Gasverluste können aus sicherer Entfernung aufgespürt werden.

Selbst kleinste Gasverluste können aus sicherer Entfernung aufgespürt werden.


„Schon kleinste Gasaustritte können, bleiben sie länger unentdeckt, zu empfindlichen finanziellen Einbußen führen“, sagt Ibeling van Lessen, einer der Geschäftsführer des Bremer Unternehmens. Der Diplomingenieur setzt die Flir GF320 der Flir Systems, Frankfurt am Main, seit zwei Jahren zur Leckageüberprüfung von Biogasanlagen ein und hat mittlerweile mehr als 150 Biogasanlagen begutachtet. Außerdem sind Gasaustritte schon aus umweltschutztechnischen Aspekten und hinsichtlich der Akzeptanz in der Bevölkerung zu vermeiden.
Die Anwendung der Thermografie zur Erkennung von Leckagen organischer Gase, speziell Biogas, lernte das Unternehmen auf einer Messe kennen. „Im Anschluss haben wir uns diese Technik von einem Vertreter der Firma Flir bei einem unserer Kunden vorführen lassen.“

Große Anlagen erfordern flexible Gasortungs-Systeme

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Gasaustritt an der Klemmschiene des Tragluftdaches eines Fermenters im sichtbaren Lichtspektrum – und im Infrarotbild der Flir GF320 (unten).

Gerade im Biogasbereich ist ein Höchstmaß an Flexibilität und Kompaktheit gefragt, was die Flir GF320 auf ideale Weise abdeckt. Das Hauptproblem bei der Leckageortung im Biogasbereich ist zum einen die enorme Größe vieler Anlagen und den damit verbundenen zahlreichen Komponenten. Zum anderen hindert die mitunter schwierige Zugänglichkeit, vor allem, wenn es um die Leckageortung auf Fermenterdächern geht, eine schnelle und effektive Ortung von austretenden Gasen mit herkömmlichen Mitteln. Entsprechend hoch sind die Ansprüche, die van Lessen an die Kamera stellt. Das Hauptaugenmerk vor der Anschaffung lag auf einer zuverlässigen und wenig störanfälligen Technik, mit ausreichender Auflösung, um auch kleine Leckagen aus größerer Entfernung aufdecken zu können. Ebenso wichtig war die Kompaktheit und Mobilität des Systems, damit auch die schwer zugänglichen Komponenten bei Biogasanlagen mit der Kamera inspiziert werden können. „Die Kamera ist so kompakt, dass sie beim Besteigen von Leitern einfach umgehängt und mitgenommen werden kann“, erklärt der Leckageorter.

Herkömmliche Gasortung ist zeitintensiv und störanfällig

Bevor die ausgefeilte Technik eingesetzt wurde, kamen Gasspürgeräte und Leckagesprays zum Einsatz, um Undichtheiten an Biogasanlagen aufzudecken. Deren Zuverlässigkeit ist aber nur eingeschränkt vorhanden, weil diese Hilfsmittel ausschließlich dann funktionieren, wenn alle Anlagenkomponenten direkt zugänglich sind. Bei den Übergängen vom Behälter zum Dach, der innenliegenden Gasmembrane, an den Seilführungen der Tauchmotorrührwerke oder an Durchdringungen der Behälterwände ist die Erreichbarkeit mittels Leckagespray und Schnüffelgerät besonders schwierig, teilweise sogar unmöglich. Die Untersuchung einer kompletten Biogasanlage mit diesen Hilfsmitteln ist dabei sehr zeitintensiv, was nicht zuletzt auch mit einem entsprechenden Kostenfaktor für den Kunden verbunden ist. Diese Problematik löst die Flir GF320 fast gänzlich, denn selbst schwer zugänglich Anlagenkomponenten lassen sich meistens schon vom Boden aus untersuchen.
Die Darstellung der Gasaustritte erfolgt hierzu in dreidimensionalen Graustufen, bei der sich das Gas als Rauchwolke vom Hintergrund abhebt. Bei zu kurzer Betrachtungsdauer können kleine Leckagen jedoch schnell übersehen werden. Besonders gut sind Gaslecks aufgrund der integrierten und auch patentierten Bildanalysesoftware (HSM) im bewegten Bild zu erkennen – während die schwarz-weiße Darstellung des austretenden Gases auf einem JPEG durchaus interpretatorischen Geschicks bedarf. „Etwas Erfahrung bei der Interpretation der Aufnahmen ist nötig, um eine zuverlässige Zuordnung und Einschätzung der Leckagen machen zu können“, meint van Lessen. Hilfreich empfand er die Herstellerschulung, die den Umgang mit und die Bedienung von der Kamera durch Fachpersonal bei mehreren Vor-Ort-Einsätzen genau erläuterte. Auch die spezielle Flir-Software für die spätere Dokumentation kam dabei nicht zu kurz. Der Vorteil der Software ist vor allem die ausgereifte Dokumentationsmöglichkeit der untersuchten Biogasanlagen und die Bedienerfreundlichkeit, die nur eine kurze Einarbeitungszeit erfordert. Gefundene Leckagen können mithilfe der Kamerasoftware direkt im Bild markiert und zusätzlich als Videosequenz festgehalten werden. So lassen sich Schadstellen später gezielt vom Kunden beseitigen und der Erfolg der Maßnahmen bei einem Nachfolgetermin ohne viel Aufwand kontrollieren.

Höchstmaß an Mobilität

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Ex-geschützte Bereiche können mit der Flir GF320 aus sicherer Entfernung untersucht werden werden.

Die Entscheidung für die Flir GF 320 fiel der IBS GmbH relativ leicht, da die Kamera hinsichtlich der kompakten Bauweise und der mobilen Einsatzmöglichkeit ohne vergleichbare Konkurrenz war. „Das geringe Gewicht erlaubt in jeder Position ein ergonomisches Arbeiten und die einfache Bedienbarkeit rundet das Konzept der Gaskamera gut ab“, merkt van Lessen an. Nicht zuletzt half dem Bremer Unternehmer bei der Entscheidungsfindung auch der (im Vergleich zum Konkurrenzprodukt) etwas niedrigere Preis der Flir-Kamera. „Außerdem lässt sich nicht nur Methan aufspüren, sondern auch Gasgemische“, ein Umstand der sich besonders bei einer weiteren Anlagenkomponente, dem Blockheizkraftwerk, als sehr nützlich zeigt. Mit der Flir-Gaskamera lassen sich auch Benzin, beziehungsweise Dieseldämpfe visualisieren und zum Beispiel Abgaslecks am Turbolader gezielt erkennen.

Fazit

Im Nachhinein betrachtet bedeutet der Einsatz der Gaskamera für die IBS GmbH und ihre Kunden einen deutlichen Mehrwert. Neben der optimalen Fahrweise der Anlage durch die prozessbegleitende Analytik können durch den Einsatz der Gaskamera selbst kleinste Gasverluste beim Biogasbetreiber schnell und sicher aufgedeckt und so die Anlageneffizienz in vielen Fällen nochmals erhöht werden.
www.flir.de

Autoren

 Thomas Jung

Sales Manager Distribution Central Europe, FLIR Systems GmbH, Frankfurt am Main,
thomas.jung@flir.de

 

Die Flir GF320 ...

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Die Gasvisualisierungskamera „Flir GF320“.

...  wird  neben  der  Untersuchung  von Biogasanlagen  auch  in  Öl-  und  Gaskraftwerken  sowie  der  petrochemischen  und chemischen Industrie eingesetzt, um teure und  gefährliche  Gaslecks  (Methan  oder andere flüchtige organische Verbindungen) zu  entdecken,  die  mit  dem  bloßen  Auge unsichtbar sind. Die Flir GF320 kann die folgenden  gasförmigen  Verbindungen  (bei vorhandener  Mindestkonzentration)  darstellen: Benzol, Butan, Ethan, Ethylbenzol, Ethylen,  Heptan,  Hexan,  Isopren,  MEK (Methyl-Ethyl-Keton), Methan, Methanol, MIBK (Methyl-Isobutyl-Keton), Oktan, Pentan, 1-Penten, Propan, Propylen, Toluen, Xylen, Ethanol.
Die Schlüsselfunktionen der Kamera:

  • benutzerfreundliches Design mit verbesserter Ergonomie, einschließlich eines großen LCD-Monitors und mit neigbarem Sucher für den Außeneinsatz,
  • kann in der Hand geführt und muss nicht auf ein Stativ gesetzt werden,
  • voll  radiometrisch:  kann  sowohl  Gasinspektionen  durchführen  als  auch  bei  der zustandsorientierten Instandhaltung von elektrischen und mechanischen Komponenten eingesetzt werden,
  • hohe Empfindlichkeit: entdeckt selbst sehr kleine Gaslecks bereits auf weite (und damit sichere) Entfernung,
  • geringes Gewicht von nur 2,4 kg,
  • eingebaute Digitalkamera und GPS für eine bessere Erstellung von Berichten,
  • Wechselobjektive (24 °/14,5 °/6 °),
  • Fernsteuerbarkeit der Kamera via WLAN.

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