Messungen des Luftaustauschs in Maschinenräumen auf Schiffen
Umwelt- und Klimafaktor Schifffahrt
Die Anlage VI des MARPOL-Übereinkommens der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO,
International Maritime Organization) regelt den Schutz vor Luftverschmutzungen durch Schiffsabgase. Bald soll der Einsatz schadstoffbelasteten Schweröls der Vergangenheit angehören. Der billigste Kraftstoff in der Schifffahrt ist Schweröl. Damit fahren immer noch viele Schiffe. In europäischen Häfen müssen sie laut EU-Verordnung, wenn sie dort festmachen, einen weniger schadstoffbelasteten Treibstoff verbrennen, z.B. Schiffsdiesel. Bei der Verbrennung sowohl von Schweröl als auch Schiffsdiesel entstehen Schwefel- und Stickoxide sowie Kohlenstoffdioxid. Auch Rußpartikel und Feinstaub bis hin zu Schwermetallen entweichen mit dem Abgas in die Luft. Wie gravierend diese Emissionen sind, zeigen folgende Zahlen: Weltweit verursacht die Schifffahrt ca. 3 % der gesamten vom Menschen verursachten CO2-Emissionen. Zudem ist sie für etwa 15 % der globalen Stickoxidemissionen und 13 % der Schwefeldioxidemissionen verantwortlich. Ein Ausweg sind LNG-Schiffsantriebe.
Warum werden immer mehr LNG-Schiffe gebaut? (LNG = Liquified Natural Gas)
Vor diesem Hintergrund der starken Emissionsbelastung hat die Internationale Schifffahrts-Organisation, eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen, beschlossen, diese Belastung stufenweise zu begrenzen. In mehreren Etappen wurden die Grenzwerte reduziert, zuletzt 2020 auf einen maximalen Schwefelanteil im Treibstoff von 0,5 %.
Entsprechend kommen inzwischen bei neuen Schiffen Dual-Fuel Schiffsdiesel- oder LNG-Motoren zum Einsatz oder neue Schiffe werden zusätzlich mit aufwendigen und teuren Abgasreinigungsanlagen (Scrubber) ausgestattet.
Die Zahl der Schiffe mit LNG-Antrieben, also mit verflüssigtem Erdgas (Liquified Natural Gas) als Treibstoff, ist in den letzten Jahren konstant gestiegen. So wurde bereits 2018 mit der AIDAnova das weltweit erste LNG-Kreuzfahrtschiff, auf der Meyer Werft in Papenburg, gebaut und in Dienst gestellt. Inzwischen ist auch in immer mehr Häfen die Infrastruktur für LNG-Schiffe vorhanden.
Warum brauchen Schiffe mit LNG-Antrieb eine besondere Lüftungsüberwachung?
Der Maschinenraum von Liquified-Natural-Gas-Schiffen und alle anderen mit der Gasanlage in Berührung stehenden Räume erfordern eine Zwangsbelüftung. Es muss absolut gewährleistet sein, unter der unteren Explosionsgrenze (UEG) zu bleiben. Dazu ist im Maschinenraum von LNG-Schiffen ein 30-facher Luftwechsel pro Stunde, also alle 2 Minuten, vorgeschrieben. Die Luftabsaugung sowie die zuverlässige Zu- und Abluftregelung sind ein Muss! Die Arbeitsbereiche der LNG Zu- und Abluftsysteme, gleich ob LNG-Tanker, LNG-Containerschiff oder LNG-Kreuzfahrtschiff, sind aus gutem Grund als ATEX Zonen definiert. Höchste Anforderungen gelten auch für Lüftungsüberwachung und Luftwechsel im Rahmen der LNG-Betankungstechnik und der Tankräume von LNG-Schiffen.
Was ist eine Zwangsbelüftung?
Wenn in geschlossenen Räumen prozessbedingt Gase auftreten und diese gesundheitsgefährdend, explosiv oder aggressiv sind, ist über die Zwangsbelüftung ein mehrfacher vollständiger Luftaustausch notwendig. Die Lüftungsmaßnahme kann durch natürlichen Luftwechsel oder durch technische Lüftung mittels Ventilatoren erfolgen.
In beiden Fällen ist der Luftaustausch messtechnisch aufzunehmen. Bei Ausfall und Störung der Belüftung erfolgt eine Warnung oder Abschaltung des Prozesses. Deshalb sind die Strömungsmessgeräte an die zentrale Prozesssteuerung angeschlossen.
Der Messwert des Belüftungs- oder Entlüftungsstroms kann auch zur energiesparenden Regelung der Lüfter dienen. Je nach Prozess und damit produziertem Gas muss mehr oder weniger belüftet werden. Die gesteuerte „Dosierung“ der Zu- und Abluft optimiert den durch Lüftungsmaßnahmen hervorgerufenen Energieverbrauch und dient damit auch dem Klimaschutz.
Höntzsch Sensoren zur Lüftungsüberwachung auf LNG-Schiffen
Der Einsatz auf hoher See erfordert eine sehr robuste und zuverlässige Messtechnik. Zudem sind die Einsatzbereiche als ATEX-Zonen definiert. Die Vortex-Strömungssensoren von Höntzsch sind für den Betrieb an Bord bestens geeignet, um Lüftungsmaßnahmen zu kontrollieren. Nicht nur im Maschinenraum eines LNG-Frachtschiffs. Auch Passagiere auf LNG-Kreuzfahrtschiffen freuen sich über eine optimale Be- und Entlüftung der Kabinen. Für diese Sensoren sprechen die spezielle Bauform ohne bewegliche Teile und die Zulassung für Ex-Zone 0/1 sowie SIL2.
Die ersten Höntzsch Strömungssensoren haben längst ihre Äquatortaufe hinter sich gebracht. Sie überwachen den Luftaustausch zur vollen Zufriedenheit von Werften und Betreiber.
