Een paar honderd kilo te veel vloeibaar gas in een tankwagen vormt een veiligheidsrisico. De kwaliteit van een laadinstallatie blijkt pas bij een storing: op het moment dat een weegcel uitvalt of een kabel breekt. Op de locatie Böhlen van DOW Olefinverbund GmbH wordt elke tankwagen op vier laadpunten gewogen op statische ESSMANN HE-SRS-spoorwegweegbruggen , die voor het laden van vloeibaar gas over het spoor rijdt – met telkens een vulweegschaal voor de dosering en een ijkbare controleweegschaal, die elkaar onderling beveiligen. De installatie werd tijdens de lopende bedrijfsvoering ingebouwd, in een explosiegevaarlijke zone, boven een opvangbak voor sterk waterverontreinigende stoffen. Wat dit concreet betekent, waarom het relevant is voor elke exploitant van een gasverlading en welke bouwkundige eisen daarbij komen kijken, leest u in deze UseCase.
De uitgangssituatie: vloeibaar gas, spoorvervoer, chemische industrie
DOW exploiteert in Böhlen het kloppende hart van zijn Midden-Duitse olefinecomplex: de stoomkraker, die uit ruwe benzine de chemische grondstoffen ethyleen en propyleen produceert. Een deel van deze producten wordt ter plaatse verder verwerkt, een ander deel wordt via een concernbreed pijpleiding- en logistieknetwerk naar andere locaties gedistribueerd. Via het spoor worden in Böhlen dagelijks ongeveer 80 wagons afgehandeld, waarvan een aanzienlijk deel voor het laden en lossen van vloeibare gassen. De aanleiding voor het project was de waterwetgeving: om te voldoen aan de eisen van de verordening inzake installaties voor de omgang met waterverontreinigende stoffen (AwSV) werd de laad- en loszone voor tankwagons bij een centraal laadspoor omgebouwd en aangepast voor het laden van waterverontreinigende stoffen.
Bij het laden van vloeibaar gas in tankwagons komen drie eisen samen die elk op zich al veeleisend zijn. De gevulde hoeveelheid moet nauwkeurig en ijkbaar worden geregistreerd, omdat deze de basis vormt voor handels-, belasting- en hoeveelheidsbalansen. Overvulling moet technisch veilig worden uitgesloten, omdat dit bij vloeibaar gas direct van belang is voor de veiligheid. En het hele proces vindt plaats in een explosiegevaarlijke omgeving, waarin tegelijkertijd de bescherming van de bodem en het grondwater moet worden gewaarborgd. De installatie in Böhlen voldoet volledig aan deze eisen.
Per laadplaats zijn er twee statische weegbruggen met duidelijk gescheiden taken, aangevuld met een opvangbak van gewapend beton conform de waterwetgeving. De tankwagen staat stil, wordt gevuld en daarbij continu gewogen. Deze opstelling is ontworpen voor het gecontroleerde, op streefwaarden gestuurde vullen van afzonderlijke wagons – daar waar nauwkeurigheid en veiligheid per laadproces boven pure doorvoer staan.
Twee weegschalen, twee taken: de eigenlijke veiligheidskwestie
De kern van de installatie wordt gevormd door de samenwerking tussen twee weegbruggen per laadplaats. Bij het vullen van gaswagons schrijft de internationale wetgeving voor gevaarlijke stoffen per spoor (RID) voor dat overvulling betrouwbaar moet worden voorkomen en dat de vulhoeveelheid moet worden gecontroleerd met geijkte meetapparatuur, bijvoorbeeld door weging op een geijkte weegschaal. Overvulling moet onmiddellijk en veilig worden teruggedraaid. De voorschriften leggen vast wat er moet worden gewaarborgd. Hoe dit op een betrouwbare manier technisch kan worden gerealiseerd, is een kwestie van ingenieurswerk – en hier komt het ESSMANN-concept met de HE-SRS-spoorwegweegbruggen om de hoek kijken.
Beide weegschalen vervullen verschillende taken en vullen elkaar aan:
- Vulweegschaal - doseerbesturing: regelt het vulproces, meldt stapsgewijze gewichtsdrempels aan het besturingssysteem en schakelt automatisch uit wanneer 90 procent van het streefgewicht is bereikt. Ter plaatse blijft de vulhoeveelheid zichtbaar, terwijl invoer voorbehouden is aan het besturingssysteem – dit voorkomt bedieningsfouten in het proces.
- Controleweegschaal – ijkbare weegresultaten: levert de geijkte weegresultaten die wettelijk gelden voor handels- en hoeveelheidsbepaling, en slaat deze op een controleerbare manier op in het alibigeheugen.
- Overvulbeveiliging: Er is standaard een potentiaalvrij contact voorzien voor het overvulalarm. Zodra het vulniveau kritieke waarden bereikt, treedt de uitschakeling in werking voordat er een gevaarlijke overbelasting ontstaat.
Het praktische nut is het belangrijkste punt: de dosering verloopt via de ene weegschaal, de juridisch bindende hoeveelheidsbepaling via de andere – en beide waarden kunnen tegen elkaar worden gecontroleerd. Een oplossing met één kanaal zou beide taken met één enkele meting moeten vervullen en biedt in geval van een fout geen tweede controle. De gescheiden opzet detecteert afwijkingen en stopt het proces voordat een technisch defect tot schade leidt.
De meettechniek is ontworpen voor gebruik in ruwe buitenomstandigheden: meetbereik van 0 tot 100 ton, schaalverdeling van 0,02 ton, een nauwkeurigheid van ≤ ±0,05 procent van de eindwaarde en een overbelastingsbeveiliging van 200 procent. Bliksem- en overspanningsbeveiliging zijn geïntegreerd, de beschermingsklasse voor buitengebruik is IP68/IP69K. Hierdoor blijft de installatie ook bij aanhoudende regen, vorst tot -27 °C en hogedrukreiniging betrouwbaar in gebruik – de weegterminals zelf bevinden zich beschermd in de aangrenzende weeghuizen buiten de Ex-zone.
Waterbescherming: ondoordringbare ondergrond volgens de waterwetgeving
Het verladen van vloeibaar gemaakte gassen, waarvan sommige zeer schadelijk zijn voor het water, is zowel een kwestie van waterbescherming als een kwestie van hoeveelheid. Opvangbakken en weegputten zijn daarom uitgevoerd als prefab elementen van gewapend beton met bouwtechnische goedkeuring (DIBt), met een dichtheidscertificaat volgens de DAfStB-richtlijn “Betonbouw bij het omgaan met waterverontreinigende stoffen”. De constructie is ontworpen voor een scheurbreedtebeperking van ≤ 0,1 mm, met een afschot voor de afwatering en rondomlopende randbescherming. Alle doorvoeren en openingen krijgen een getest dichtheidsbewijs voor de hoogste in aanmerking genomen watergevaarlijkheidsklasse.
Het concept erachter is nuchter doordacht: de weegkuil dient als opvangbak voor calamiteiten en is ontworpen om lekkages tijdelijk op te vangen. In geval van nood kan de gehele kuil worden gevuld met water, terwijl de bodem en het grondwater beschermd blijven – het opgevangen medium wordt via een verzamelleiding naar een opvangbekken geleid. Voor de exploitant betekent dit: de installatie voldoet vanaf het begin constructief aan de eisen van de waterwetgeving inzake opvang en dichtheid en dit kan aan de autoriteiten worden aangetoond.
Ex-zone 1: apparatuur die geschikt moet zijn voor gebruik in een explosiegevaarlijke omgeving
Op plaatsen waar vloeibaar gas wordt overgeladen, ontstaat een explosiegevaarlijke zone. De DOW-installatie bevindt zich in Ex-zone 1, geclassificeerd als IIA T2; alle componenten in de gevarenzone zijn ATEX-gecertificeerd. Daar zijn concrete redenen voor: in zone 1 moet bij normaal bedrijf af en toe rekening worden gehouden met een gevaarlijke explosieve atmosfeer. Componenten die hier worden geïnstalleerd, moeten hiervoor zijn goedgekeurd en dienovereenkomstig zijn gemarkeerd.
Het ontwerp maakt een duidelijk onderscheid op basis van het gevaar: de weegcellen, inclusief aansluitdozen en potentiaalvereffening, zijn uitgevoerd voor zone 1 en bevinden zich direct bij de laadinstallatie, terwijl de weegterminals die de gegevens verwerken, beschermd in de aangrenzende weeghallen in de niet-explosiegevaarlijke zone staan. Zo blijft de gevoelige bedienings- en evaluatietechniek buiten de gevaarlijke atmosfeer, terwijl in het veld alleen goedgekeurde techniek werkt. Deze goedkeuring is de toegangskaart voor gebruik in een dergelijke laadinstallatie.
De echte krachttoer: verbouwing terwijl de boel gewoon doorgaat
Het stilleggen van een overslagspoorweginstallatie kost een chemische vestiging elke dag geld. In Böhlen kwam daar nog bij dat drie van de vier bestaande overslagpunten moesten worden gemoderniseerd en er één nieuw moest worden aangelegd – midden in de lopende bedrijfsvoering van een opslagplaats voor vloeibaar gas in Ex-zone 1. Ingrepen in bestaande, in bedrijf zijnde systemen moesten vooraf worden aangekondigd en tot een minimum worden beperkt.
ESSMANN kiest hier voor prefabbetonelementen: putten en bruggen worden kant-en-klaar op de bouwplaats aangevoerd en ter plaatse geplaatst. Dit beperkt de verstoring van het spoorverkeer aanzienlijk, omdat het bekisten, storten en uitharden van ter plaatse gestort beton achterwege blijft. De montage vond plaats in fasen, zodat steeds slechts enkele laadpunten buiten gebruik waren en de overige beschikbaar bleven. Na de mechanische voltooiing werd de berijdbaarheid van elk station gewaarborgd, ook al volgden de kalibratie en inbedrijfstelling van de afzonderlijke punten pas later.
Voor de exploitant betekent dit een planbare, stapsgewijze verbouwing terwijl het laden gewoon doorgaat. Wie ooit een laadspoorweginstallatie tijdens de bedrijfsvoering heeft verbouwd, weet hoeveel coördinatie dit vergt – en hoe waardevol het is als dit goed wordt aangepakt.
op twee ESSMANN-spoorwegweegbruggen.
bewaken en regelen processen direct ter plaatse.
Alles uit één bron
ESSMANN heeft voor DOW de volledige planning, constructie en begeleiding van de productie op zich genomen, evenals de levering, montage, inbedrijfstelling en ijking met eigen personeel. Dat heeft een concreet voordeel: bij een installatie die tegelijkertijd moet voldoen aan de wetgeving inzake gevaarlijke stoffen, waterbescherming, explosiebeveiliging en ijking, verschuift elke raakvlak tussen verschillende vakgebieden de verantwoordelijkheid naar waar niemand die wil hebben. Eén verantwoordelijke van het ontwerp tot en met de ijking houdt deze keten gesloten.
Wat dit voor uw bedrijf betekent
Het wegen bij het laden van gas is een veiligheidssysteem dat verder gaat dan alleen het bepalen van de hoeveelheid. Drie punten die ook op andere laadprocessen van toepassing zijn:
- Maak een onderscheid tussen dosering en ijkweging. Een vulweegschaal voor procesbesturing en een ijkbare controleweegschaal voor het bepalen van de hoeveelheid leveren u twee onderling te vergelijken waarden op en zorgen ervoor dat het systeem automatisch wordt uitgeschakeld voordat de situatie kritiek wordt.
- Vanaf het begin rekening houden met waterrecht en explosiegevaar. Het achteraf aanbrengen van waterbescherming volgens AwSV en explosiebeveiliging op een weegbrug is duurder en meestal niet zo netjes uitgevoerd als een ontwerp met DIBt-goedkeuring en een dichtheidscertificaat vanaf het begin.
- Renovatie tijdens de bedrijfsvoering is een kwestie van planning. Dankzij geprefabriceerde betonelementen en een gefaseerd montageproces blijft de laadcapaciteit gedeeltelijk beschikbaar, in plaats van volledig stil te liggen – een punt dat in de offertevergelijking moet worden meegenomen.
Als u op uw locatie ketel- of bulkwagons gecontroleerd vult en daarbij te maken hebt met voorschriften inzake gevaarlijke stoffen, waterbescherming of explosiebeveiliging, is het de moeite waard om eens te praten over een installatie die al deze eisen in één concept combineert – net zoals de vier laadpunten in Böhlen dat sinds hun ingebruikname elke dag doen. ESSMANN | Waagen & Automation adviseert u hier graag over.
