Häufig sind Störungen im Betrieb einer Anlage nur Kleinigkeiten, die Ihr erfahrenes Betriebspersonal schnell behoben hat. Anders sieht es aus, wenn beispielsweise eine falsche Rezeptur oder ein defekter Regler ein an sich sicheres Verfahren unkontrollierbar machen. Das gilt insbesondere für Reaktionen mit exothermem Verlauf, unter hohem Druck oder mit permanenter Energieversorgung. Damit auch solche Verfahren sicher bleiben, verfügen Produktionsanlagen über komplexe Druckentlastungssysteme. Wollen Sie solche Systeme rechnerisch auslegen, müssen Sie jedoch eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigen, die sich zudem im Zeitverlauf ändern.

Druckentlastungsysteme definieren – Heuristiken oder Modellierung?

Heuristiken

Viele Ihrer Druckentlastungssysteme wurden sicher über heuristische Verfahren berechnet. Heuristiken liefern innerhalb kurzer Zeit und ohne großen Aufwand eine zulässige Basislösung. Solche Verfahren sind bewährt und bieten sich zum Beispiel an, um Druckentlastungssysteme für den typischen Fall eines Brandes auszulegen. Denn hier gibt es feste Heuristiken für den Energieeintrag, aus denen Sie die Konsequenzen berechnen können.

Detaillierte Prozessmodellierung

Erst seit einigen Jahren lohnt es sich, Druckentlastungssysteme über eine detaillierte Prozessmodellierung und Simulation auszulegen. Zuvor war eine solche Berechnung schlicht zu aufwändig und damit zu teuer. Kommerzielle Tools, wie Aspen Plus, CHEMCAD und Aspen FlareNet, aber auch von professionellen Planern selbst entwickelte Ansätze zur spezifischen Prozessmodellierung haben nun eine Reife erreicht, die solche Berechnungen wirtschaftlich machen.

Mit modellgestützten Simulationen lassen sich Druckentlastungssysteme in einem überschaubaren Zeitrahmen genauer berechnen. Sie können über solche Modelle die notwendigen Inputgrößen präzise ermitteln und das System deutlich genauer auslegen. Damit reduzieren Sie zum einen die Kosten für die benötigten Behälter, Rohrleitungen und Geräte bei Neuanlagen sowie deren Montage. Zum anderen sorgen Sie bei bestehenden Anlagen dafür, dass nicht überdimensioniertes Equipment in vorhandene Gebäude integriert werden muss. Das kann die Kosten für das Druckentlastungssystem insgesamt deutlich senken.

Die Konzeption von Druckentlastungssystemen zählt zu den großen Herausforderungen in der chemischen Industrie, insbesondere wenn Behälter unter hohem Druck oder mit permanenter Energieversorgung betrieben werden. Seit Jahren werden solche Systeme über Heuristiken dimensioniert. Dabei geht es auch genauer: mit Software-Tools für modellgestützte Sicherheitsrechnungen. Die Tools sind in den letzten Jahren deutlich leistungsfähiger geworden, die Anwendung bietet daher gegenüber Heuristiken einige Vorteile. In diesem Praxistipp erfahren Sie, für welche Anwendungsbereiche sich solche Lösungswege am besten eignen und was Sie bei der Dimensionierung von Druckentlastungssystemen beachten sollten. Jetzt Praxistipp "Druckentlastungssysteme richtig dimensionieren" herunterladen: