tammi 21, 2020

Hajapäästöt kaiken keskiössä

Poistamalla hajapäästöjä vaikutetaan sekä turvallisuuteen että kestävään kehitykseen. Otamme niistä kummankin erittäin vakavasti. Prosessien tehostamisen lisäksi haluamme valmistaa venttiiliratkaisuja, jotka vähentävät hajapäästöjä ja auttavat vuotojen entistä täsmällisemmässä seurannassa, mittauksessa ja raportoinnissa.

Kestävä kehitys kaiken perusta venttiilin rakenteessa
Vielä jokin aika sitten suurin osa hajapäästöistä ja siten ilmakehään mahdollisesti pääsevistä kasvihuonekaasuista johtui venttiileistä. Siksi ei olekaan ihme, että nykyventtiilien odotetaan toimivan aikaisempaa paremmin – eikä ainoastaan rahallisten menetysten vuoksi. Sosiaalinen paine pakottaa kestävämpiin teollisiin prosesseihin, joiden ympäristövaikutukset ovat entistä vähäisempiä. Siksi teollisten prosessien ja niissä käytettävien laitteiden kehitys on nopeutunut. Ympäristöhuolet ovat ylipäätään suurimpia kansainvälisiä megatrendejä, jotka vauhdittavat teknologian kehitystä. Sama koskee teollisuuden venttiiliratkaisuja.

Kestävään kehitykseen liittyvät seikat vaikuttavat myös lainsäädäntöön. Joka alalla asetetaan yhä tiukempia päästörajoja. Asianmukaisten standardien täyttäminen ja oikeat sertifikaatit ovat pian ehdottomia vaatimuksia. Metso tukee varauksetta juuri tällaista yleistä kehitystä. Kestävän kehityksen vaatimuksia asettavat teollisuudelle yhä ympäristötietoisemmat kuluttajat, sijoittajat ja koko yhteiskunta.

Alan johtavat öljy-yhtiöt ottavat julkisesti päästöjen vähentämisen osaksi liiketoimintansa tavoitteita. Joissakin yrityksissä johtajien bonukset ovat jo nyt sidoksissa ympäristötavoitteiden saavuttamiseen. Juuri oikeiden ja oikeankokoisten venttiilien valinta voi vähentää päästöjä merkittävästi. Kun venttiilien toimittajia vaaditaan noudattamaan keskeisiä standardeja, kuten ISO 15848 -standardia, prosessien omistajat ja käyttäjät voivat olla varmoja siitä, että venttiilien toiminta on testattu perusteellisesti ja että hajapäästöt ja vuodot pysyvät kurissa.

Nopea teollistuminen ja jatkuvasti kiihtyvä väestönkasvu ovat edelleen lisänneet teollisten tuotteiden kysyntää. Ensimmäiset ilmansaasteita koskevat lait säädettiin rajoittamaan teollisuuden päästöjä jo 1800-luvun Isossa-Britanniassa. Kasvavat teollisuusmahdit, Yhdysvallat ja Saksa, ottivat tiukat lait käyttöön 1960-luvulla. Nykyään rajoitukset ovat kansainvälisiä. Niistä on tulossa jatkuvasti tiukempia, ja niiden sisältöä tarkennetaan koko ajan. Kansallisten lakisääteisten vaatimusten ja kansallisten ja kansainvälisten standardien lisäksi monissa tehtaissa on otettu käyttöön jopa loppukäyttäjäkohtaisia standardeja.

Miksi hajapäästöillä on väliä?
Hajapäästöjen vähentäminen ei ole pelkästään ympäristöteko. Vaikka ympäristöystävällisyys on erittäin tärkeää, hajapäästöistä ja vuodoista aiheutuvien menetysten vähentämisessä on kyse myös rahasta. Menetetyn virtaavan aineen myötä menetetään myös raaka-aineita ja lopputuotteen tuotanto pienenee. Mitä kompleksisempi ja käsitellympi virtaava aine on, sitä arvokkaampaa se on painoyksikköä kohden. Virtaavan aineen hävikin vuoksi menetetään myös energiaa, koska pumput tai kompressorit joutuvat tekemään lisää työtä korvatakseen vuodon aiheuttaman menetyksen. Hajapäästöjen vähentämisellä voidaan säästää huomattavasti rahaa.

Hajapäästöjä voidaan seurata myös älykkäillä digitaaliratkaisuilla, kuten Neles NDX -mallisilla edistyksellisillä venttiilin asennoittimilla tai säätöpiirien suorituskyvyn valvonnalla.

Mahdollisesti räjähdysherkkien ja vaarallisten kaasujen käsittelyssä huolta aiheuttavat erityisesti terveys ja turvallisuus. Vuotava pakkaus voi olla merkittävä turvallisuusriski missä tahansa tehtaassa ja jopa aiheuttaa kuoleman. Puhdasta happea pidetään harvoin vaarallisena, mutta se voi olla äärimmäisen räjähdysherkkää ja tulenarkaa. Vetyvuoto puolestaan voi herkästi sytyttää liekin, joka on paljain silmin lähes näkymätön. Mahdolliset katastrofit pystytään estämään varmistamalla, että teollisuuskaasuja ei ole venttiilien ja putkistojen ulkopuolella.

Vaatimalla toimitetuille venttiileille perusteellisia hajapäästötestejä loppukäyttäjät voivat saavuttaa prosessilaitoksissaan merkittäviä terveys-, turvallisuus- ja ympäristöhyötyjä ja samalla pienentää käyttökustannuksia. Kun noudatetaan nykypäivän tiukinta eli ISO 15848-1 -standardia, täyttyy samalla suurin osa muiden yleisten standardien vaatimuksista.

Kansainvälisesti tunnustettu ISO 15848 -standardi edellyttää lähes nollatason päästöjä prosesseissa, joissa käytetään vaarallisia nesteitä ja räjähdysherkkiä ilmaa saastuttavia aineita. Standardissa on kaksi osaa. Ensimmäisessä osassa ISO 15848-1 käsitellään luokitusjärjestelmää ja hyväksyntämenettelyä venttiilien tyyppitestauksessa. Standardissa on määritetty eri luokat lämpötilalle, jämäkkyydelle ja vuotoriskille. Toisessa osassa ISO 15848-2 käsitellään tuotannonaikaista hyväksyntätestausta venttiileille, jotka on jo hyväksytty standardin ensimmäisen osan mukaisesti. Tähän testaukseen kuuluu yksinkertaisempi heliumvuototestaus, joka suoritetaan huoneenlämmössä viidellä mekaanisella käynnistyksellä. ISO 15848 -standardissa määritetään kolme vuotoluokitusta, joiden perusteella määräytyvät suurimmat sallitut vuotonopeudet (luokka A on kaikkein tiukin).

Prosessiteollisuuden loppukäyttäjät ovat selvästi siirtymässä ISO 15848 -päästöstandardin käyttöön yleisenä työkaluna hajapäästötavoitteiden mittaamisessa ja saavuttamisessa. Tämä on ollut Metsolle merkittävä kannustin erinomaisuuden jatkuvassa tavoittelussa. Olemme hankkineet kattavaa teoreettista ja teknistä asiantuntemusta, laboratoriotiloja sekä testaus- ja raportointivalmiuksia, joita nykyisen standardin A/B-vuotoluokkien vaatimusten täyttäminen edellyttää.

Suunnittelulla pienempiä päästöjä ja parempaa turvallisuutta
Jo paljon ennen kuin venttiili voidaan testata ja hyväksyä, se on suunniteltava ja valmistettava. Erinomaisesti toimivan venttiilin suunnittelu vaatii syvällistä ymmärrystä sen käyttöpaikasta ja käyttötarkoituksesta. Myös virtaava aine on tunnettava. Suunnitteluvaiheessa pitää tuntea venttiilin tuleva käyttöympäristö ja teolliset prosessit. Tämä on ratkaisevaa mekaanisen rakenteen suunnittelussa, materiaalin valinnassa ja venttiilin mitoituksessa.

Tiivistysominaisuuksia tutkitaan aina erityisen tarkasti. Vuodot ovat mahdollisia venttiilin ja putkiston välisen tiivisteen lisäksi myös itse venttiilin rakenteessa. Venttiilin karan tiivis rakenne on hajapäästöjen vähentämisen kannalta erityisen tärkeää. Esimerkiksi jousikuormitettu tiiviste on hiljalleen muuttumassa laatuventtiilien standardiksi. Sitä käytetään kaikkien niiden Metson venttiilien karoissa, jotka toimitetaan hajapäästöjen riskin sisältäviin prosesseihin. Venttiilien suunnitteluprosessiin kuuluvat aina simulaatiot, joissa testataan tiiviyttä ja suorituskykyä päästöjen osalta.

Hajapäästöjen vähentäminen riippuu suurelta osin venttiilin moitteettomasta rakenteesta ja valmistuksesta. Prosessin tietojen hyödyntäminen tehokkuuden seurannassa ja optimoinnissa voi kuitenkin auttaa varmistamaan automaattisten venttiilien turvallisuuden toiminnan aikana. Täsmälliset, reaaliaikaiset tiedot prosessin suorituskyvystä voivat kertoa laitteiston käyttäjille mahdollisista poikkeamista ja varoittaa heitä niistä. Näitä poikkeamia voivat olla esimerkiksi liiallinen liikematka tai oskillointi tai lisääntynyt kitka – kaikki merkkejä mahdollisesta vuodosta. Koska kaasun vuotamista ympäristöön on erittäin vaikea havaita, hajapäästöjä voidaan seurata myös älykkäillä digitaaliratkaisuilla, kuten NDX-mallisilla edistyksellisillä venttiilin asennoittimilla tai säätöpiirien suorituskyvyn valvonnalla.

Pitkäkestoiseen ehdottomaan tiiviyteen on käytännössä mahdoton päästä, ja siksi nopea reagointi mahdollisiin ongelmiin on yhtä tärkeää kuin ongelmien riskiä vähentävien venttiilien käyttö. Kun tunnistaa alentuneen suorituskyvyn varhaiset merkit, voi tehdä lisää testejä esimerkiksi pussittamalla venttiilin tai vuototestauksella ja mitata venttiiliä ympäröivän ilman kaasut.

Metso on suunnitellut ja valmistanut venttiilejä teollisiin sovelluksiin jo 1950-luvulta saakka. Se on tuonut markkinoille monia venttiiliominaisuuksia, joista on sittemmin tullut alan standardeja ja jotka ovat venttiilien rakenteiden pohjana vielä nykyäänkin. Jatkuva kehittyminen on yhtiön perimässä, ja Metso haluaakin säilyttää paikkansa eturintamassa asiakkaiden odotukset täyttävien ja ylittävien teollisuuden venttiiliratkaisujen kehittäjänä. Metson valmistus- ja testauslaitokset ovat huipputeknisiä, ja venttiilien parissa työskentelee kokeneita ja asialleen omistautuneita ihmisiä.

 

Metso toimittaa automaattisia kierto- ja lineaariventtiilejä, jotka ovat paras ratkaisu, kun halutaan vähentää riskejä käytettävästä aineesta riippumatta jo suunnitteluvaiheessa.

Venttiilien huolto ja tiivisteiden vaihto ovat vain pieni osa Metson tarjoamia palveluja. Kattavat elinkaaripalvelut varmistavat, että saat parhaan mahdollisen tehon irti Metson venttiileistä tehtaan koko käyttöiän ajan. Hyvin suunniteltu ennakoiva kunnossapito takaa, että tehdas toimii tehokkaasti mahdollisimman pitkään. Sen ansiosta äkillisten toimintahäiriöiden riski pienenee ja toiminta on turvallista ja kestävän kehityksen mukaista. Metson palveluverkoston maantieteellinen kattavuus takaa sen, että palvelua on saatavilla kaikkialla maailmassa.

Testaamalla saadaan tietoa 
Kaikki Metson tehtaalta toimitettavat venttiilit testataan, jotta ne toimivat varmasti tehokkaasti. Vaativassa käytössä venttiilit altistuvat usein suurille paineille ja mahdollisesti vaarallisille nestemäisille tai kaasumaisille virtaaville aineille. On itsestään selvää, että tällöin on täytettävä asiakkaan prosessien vaatimukset ja noudatettava lainsäädännön ja sertifiointien asettamia rajoituksia.

Suuri osa Metson metallitiivisteisistä Neles®-venttiilituotteista ja pehmeätiivisteisistä Jamesbury®-venttiilituotteista on sertifioitu kansainvälisen ISO15848-1-standardin mukaisesti. Ne täyttävät lisäksi monet tietyillä alueilla vaaditut standardit, kuten TA-Luft-standardin (Saksa) ja EPA 40 CFR -standardin osat 60/63 (Yhdysvallat). Näiden tiukkojen vaatimusten täyttäminen on myös pakollista suurimmassa osassa nykyisiä öljy- ja kaasuteollisuuden hankkeita ympäri maailman ja yhä enemmän muussakin jalostusteollisuudessa.

Metson hajapäästöosaaminen perustuu vankkaan talon sisäiseen osaamiseen, jossa olennaiset tekijät ovat hajapäästöteorian tuntemus, testaus ja ammattitaitoinen henkilöstö. Yhtiöllä on suuri venttiilien testauslaboratorio, jossa tehdään hajapäästöihin keskittyvää kehitystyötä ja tyyppitestausta. Metson venttiilituotteet on suunniteltu ja testattu varmistamaan, että hajapäästöjä muodostuu mahdollisimman vähän myös korkeissa käyttölämpötiloissa. Ne täyttävät kaikki vaatimukset vaativimmissakin ympäristöissä hiilivedyn käsittelylaitoksilla.

Metson venttiilituotteet vähentävät hajapäästöjä ja auttavat siten Metson asiakkaita parantamaan työntekijöidensä terveyttä ja turvallisuutta. Samalla noudatetaan lakisääteisiä vaatimuksia tehtaalla, vähennetään tuotehäviöitä ja viime kädessä parannetaan ympäristöystävällisyyttä koko tehtaan elinkaaren ajan.

 

Kirjoittajat Jukka Borgman, Director, Technology Development, ja Ilpo Miettinen, Global Industry Manager, Pulp and Paper Business, Metso Flow Control

Tämä artikkeli julkaistiin alun perin Fugitive Emissions Journal -lehdessä joulukuussa 2019 nimellä ‘Metso: Sustainability is a serious business – Responsible design and rigorous testing makes for better valve solutions’.

Myös nämä tuotteet saattavat kiinnostaa sinua