Zahroof StraightFlo-Ventile optimieren Leistung und Zuverlässigkeit

Zahroof Valves (ZVI) sucht stets nach neuen und unkonventionellen Lösungen für altbekannte Probleme. Das 2010 in Houston gegründete Unternehmen hat ein innovatives Kolbenkompressorventil entwickelt, das mit einer speziellen, austauschbaren Kartusche ausgestattet ist und branchenführende Effizienz und Zuverlässigkeit bietet. ZVI StraightFlo-Ventile sind ein direkter Ersatz für herkömmliche OEM-Ventile.

Explosionszeichnung eines StraightFlo-Ventils mit Darstellung der Reed-Ventil-Module. (Fotos: ZVI)

Bei herkömmlichen Kompressorventilen bestehen die Dichtungselemente typischerweise aus federbetätigten Polymerplatten, konzentrischen Ringen oder Ventilkegeln. Das durch die Einlassventilöffnungen strömende Gas trifft direkt auf das Dichtungselement und wird mehrfach umgeleitet, bevor es die Auslassventilöffnungen verlassen kann. Diese Strömungsumlenkung erzeugt einen verschlungenen Gasweg, was zu einem erheblichen Druckabfall am Ventil führt. Im Gegensatz dazu öffnet das durch das Zahroof StraightFlo-Ventil strömende Gas metallische Lamellen und strömt geradlinig durch einen ungehinderten Strömungsbereich. Dies führt zu einem geringeren Druckabfall und letztendlich zu einer verbesserten Ventileffizienz.

Der Firmengründer und Präsident Zahroof Mohamed begann 2010 mit der Entwicklung früher Prototypen für Kompressorventile, bevor er sich auf gängige Kolbengaskompressoren spezialisierte.

Im Jahr 2014 wurde das StraightFlo-Ventil des Unternehmens für Hochgeschwindigkeitskompressoren kommerziell erhältlich und zielte zunächst auf Störfaktoren in verschmutzten und feuchten Gasen ab.

Die Kompressorventile des Unternehmens finden heute breite Anwendung in der Öl- und Gasindustrie für verschiedene Anwendungen mit sauberen, verschmutzten und korrosiven Gasen. Im Upstream-Bereich werden ZVI-Ventile für die Gasgewinnung, das Gasliftverfahren und die CO₂-Injektion zur Steigerung der Erdölförderung sowie für Kompressionsanwendungen auf Offshore-Bohrinseln eingesetzt. Im Midstream-Bereich kommen ZVI-Ventile in Erdgasaufbereitungsanlagen, Pipelines und Speichern zum Einsatz. Zu den Downstream-Anwendungen zählen Ölraffinerien und Chemieanlagen, die hauptsächlich Wasserstoff, aber auch Stickstoff-, Ethylen-, Propan- und Butan-Gasgemische verarbeiten. Neben Kolbenkompressorventilen hat das Unternehmen auch Produkte für Spülventile in Zweitaktmotoren entwickelt . ZVI ist hauptsächlich in Nordamerika tätig, bedient aber Kunden auf fünf weiteren Kontinenten.

Verbesserte Zuverlässigkeit, einfache Reparaturen vor Ort, reduzierter Lagerbestand

Das einzigartige geradlinige Durchflussdesign des StraightFlo-Ventils sorgt für optimale Leistung in Anwendungen mit korrosiven und/oder verschmutzten Gasen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ventilen, bei denen der Gasstrom direkt auf die Dichtungselemente wirkt und häufig zu Ventilausfällen und Ablagerungen in den Bereichen mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit führt, ist das Ventil selbstreinigend, da der Gasstrom Verunreinigungen durch das StraightFlo™-Ventil transportiert.

„Zahroof-Ventile sind für ihre hervorragende Zuverlässigkeit und ihre ausgezeichnete Leistung auch in anspruchsvollen Anwendungen bekannt“, sagte Brian Bertelsen, Senior Vice President für Vertrieb und Chief Commercial Officer. „Sie gelten als wahre Problemlöser.“

Bertelsen trat dem Unternehmen im November 2022 bei und ist für alle Aspekte des globalen Vertriebs und Marketings verantwortlich.

Das StraightFlo-Ventil wurde im Rahmen der vorbeugenden Wartung geprüft. Die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) der Original-Ventile betrug etwa sechs Monate. Dieses ZVI-Ventil funktionierte nach über 36 Monaten noch einwandfrei.

„Wir arbeiten eng mit unseren Endkunden zusammen, um sicherzustellen, dass jede Anwendung gründlich geprüft wird, um die Gaszusammensetzung und den Bereich der Betriebsbedingungen zu verstehen“, sagte Bertelsen. „Anschließend werden die Ventilmodule speziell entwickelt, um Zuverlässigkeit und Effizienz zu optimieren.“

Aus konstruktiver Sicht ist einer der innovativsten Aspekte des StraightFlo-Ventils, dass alle Dichtungselemente in austauschbaren Modulen untergebracht sind. Dadurch unterliegen die Metallgehäuse der ZVI-Ventile keinem Verschleiß – ein entscheidender Unterschied zu herkömmlichen Kompressorventilen, bei denen Ventilsitz und -schutz verschleißen und bei Reparaturen nachbearbeitet werden müssen. Dank dieser Differenzierung bietet ZVI eine branchenweit führende 10-Jahres-Garantie auf seine Ventilgehäuse. Da die Module zudem standardisierte Abmessungen aufweisen, kann dasselbe Modul in verschiedenen Ventilgrößen verwendet werden, wobei größere Ventile mehr Module aufnehmen.

Dank austauschbarer Module müssen Endanwender nicht mehr dem traditionellen Ansatz folgen, komplette Sätze von Ersatzventilbaugruppen vorrätig zu halten, um den Kompressor in Betrieb zu halten, während der verschlissene Ventilsatz zur Reparatur in eine Werkstatt geschickt wird.

„Dank der ZVI-Ventile lassen sich die Module vor Ort schnell und einfach austauschen – ohne Nachbearbeitung oder Fachkräfte“, so Bertelsen. „Durch die Standardisierung der Module kann eine einzige Modul-Teilenummer in vielen Kompressoren verwendet werden. Der Kapitalaufwand für Ersatzteillager lässt sich im Vergleich zur Bevorratung kompletter Ventilsätze und Reparaturkits drastisch reduzieren.“

„Alles in allem – mit erhöhter Zuverlässigkeit, verbesserter Effizienz der Kompressorventile und der damit einhergehenden Reduzierung des Stromverbrauchs sowie geringeren Reparatur- und Lagerkosten – ist der Gesamtwert der ZVI-Ventile über den gesamten Lebenszyklus für Endanwender äußerst überzeugend“, sagte Bertelsen.

Jüngster Branchenwandel

Die Branche hat sich in den letzten zwölf Monaten verändert – und einige dieser Veränderungen kommen ZVI zugute. Der Schwerpunkt liegt eindeutig stärker auf der Erdgasförderung für LNG-Exporte. Viele Erdgaspipelines stoßen jedoch an ihre Kapazitätsgrenzen.

„In vielen Fällen können unsere Ventile mehr Gas fördern, wenn der Kompressor über zusätzliche Durchsatzkapazität verfügt. ZVI-Ventile benötigen weniger spezifische Leistung, also weniger Leistung pro Durchflusseinheit. Dadurch kann der Betreiber den Durchsatz steigern“, so Bertelsen. „Es geht im Wesentlichen um die Effizienz des Ventils . Wenn der Kompressor freie Kapazität hat, lässt sich diese höhere Effizienz in einen höheren Durchfluss umwandeln, indem ein möglicherweise offener Spalt geschlossen wird.“

ZVI hat zudem festgestellt, dass die Betreiber heute mehr denn je um die Emissionen besorgt sind. Diese Besorgnis ist eine Reaktion auf den Druck von Regulierungsbehörden, Verbrauchern und Umweltschützern, die die Erdgasindustrie einer beispiellosen Prüfung unterziehen.

Um nur ein Beispiel zu nennen: Der Environmental Defense Fund wird in den kommenden Monaten einen Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn in Betrieb nehmen, der ausschließlich Methanemissionen überwacht. Seine Daten werden der Öffentlichkeit in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Darüber hinaus befindet sich die Internationale Raumstation in einer niedrigen Erdumlaufbahn und verfügt über eine Kamera, die Methanlecks präzise lokalisieren kann. Zusätzlich gibt es Drohnen und stationäre Messstationen von Drittanbietern, die Methanemissionen genau erfassen und die Daten öffentlich zugänglich machen.

„Es gibt kein Entrinnen und kein Versteck“, sagte Jim Ilaria, CEO von Zahroof. „Die Betreiber müssen mit Konsequenzen rechnen, wenn sie hohe Emissionen unkontrolliert zulassen.“

Aufgrund dieser wachsenden Bedenken und der verstärkten Kontrollen glaubt Ilaria, dass sich die Welt für Erdgasunternehmen bald grundlegend verändern wird.

„Die Bundesbehörden gehen verstärkt gegen Methanemissionen in der Gaskompressionsindustrie vor, wie die Änderungen der EPA bei den New Source Performance Standards (NSPS) und die Monetarisierung von Kohlenstoffemissionen durch den Inflation Reduction Act von 2022 zeigen“, sagte er.

Viele Betreiber haben bereits angekündigt, bis zu einem bestimmten Datum freiwillig klimaneutral zu werden, und ihre Zulieferer dazu ermutigt, sich dieser Verpflichtung anzuschließen. Künftig werden viele dieser Verpflichtungen weitgehend verpflichtend und die gesamte Branche betreffen.

„Wir bewegen uns auf eine neue Weltordnung zu, in der nichts mehr freiwillig sein wird“, sagte Ilaria.

Ilaria erklärte außerdem, dass Betreiber bei Betriebsstörungen oder Wartungsarbeiten an ihren Kompressorstationen keine Emissionen mehr in die Atmosphäre abgeben dürfen . Aufgrund der verschärften Vorschriften werden diese Emissionen künftig deutlich teurer werden.

Um in dieser neuen Welt zu überleben und erfolgreich zu sein, müssen die Betreiber bahnbrechende Technologien wie das StraightFlo-Kompressorventildesign von ZVI einsetzen.