Konstruktiver Explosionsschutz

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Konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen für höchste Sicherheit

Die Verarbeitung explosionsfähiger Stäube birgt für Personen und Anlagen in der Schüttgutindustrie ein hohes Risiko. Vor diesem Hintergrund wurde in Deutschland die EU-Richtlinie 99/92/EG (ATEX 137, Betriebssicherheitsverordnung) umgesetzt: Diese definiert Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet sind.

Die Richtlinie schreibt unter anderem vor, ein Explosionsschutzdokument zu erstellen. Aus diesem muss hervorgehen, dass die Explosionsrisiken ermittelt und bewertet wurden. Zudem sind die explosionsgefährdeten Bereiche in Zonen einzuteilen und angemessene Explosionsschutzmaßnahmen zu treffen. Hierbei liegt es in der Verantwortung des Arbeitgebers, den bestehenden Gefahren vorzubeugen und gezielt entgegenzuwirken.

Ernstfall vermeiden durch Explosionsunterdrückung
Die Explosionsunterdrückung nach den gültigen Richtlinien VDI 2263 Blatt 4 und EN 14373 ist eine besonders zukunftsorientierte und umweltschonende Sicherheitsmaßnahme. Im Gegensatz zur Explosionsdruckentlastung lässt sie sich auch bei toxischen Stäuben eingesetzen und garantiert, dass weder Flammen, Druck noch das Produkt selbst austreten können. Bei dieser Alternative werden Rohrleitungen und Apparate nicht für den maximalen, sondern lediglich für den reduzierten Explosionsdruck eines bestimmten Brennstoffes ausgestattet. Die Auswirkungen werden dabei auf ein unbedenkliches Maß verringert.
Erfolgt in einer Anlage eine Zündung, erreicht die Druckwelle der anlaufenden Explosion innerhalb weniger ms einen Sensor. Dieser veranlasst direkt nach der Registrierung die Öffnung des Löschmittelbehälters und somit die Ausströmung des Löschpulvers. Unmittelbar danach durchdringt das Pulver den Feuerball und unterdrückt die Explosion. In weniger als 100 ms ist der komplette Vorgang abgeschlossen, der zu erwartende Explosionsüberdruck wurde auf einen maximalen reduzierten Explosionsüberdruck vermindert und das Risiko einer Zerstörung des Apparates gebannt. Für Personen und den Anlagenbereich besteht dabei zu keiner Zeit Gefahr.

Folgeschäden minimieren durch explosionstechnische Entkopplung

Unabhängig davon, welche konstruktiven Explosionsschutzmaßnahme man wählt, ist immer die Entkopplung der Rohrleitungen und Kanäle notwendig. Um der Gefahr einer Explosionsübertragung zwischen zwei Anlagenteilen entgegen zu wirken, ist es unbedingt erforderlich, explosionsgefährdete Komponenten untereinander und gegenüber anderen Bereichen zu schützen. Welche Lösungen dafür zum Einsatz kommen − Löschmittelsperren, Schnellschlussschieber oder Schnellschlussventile − ist von der jeweiligen Verwendungsart abhängig:

Löschmittelsperren: dienen dazu eine Explosionsflamme, die sich durch eine Rohrleitung oder einen Kanal beschleunigt, durch das schlagartige Einblasen von Löschpulver zu eliminieren. Dieses Schutzsystem wird immer in Kombination mit Explosionsunterdrückungs- oder Explosionsdruckentlastungssysteme eingesetzt. Bei Anlagen, in denen beispielsweise hybride Gemische auftreten, sollte der maximale Einbauabstand der Löschmittelsperre in der Regel den 40-fachen Rohrleitungsquerschnitt betragen, im Höchstfall jedoch 15 m. Bei Stäuben erhöht sich der Abstand auf das 80-fache des Rohrleitungsdurchmessers, bis hin zu maximal 20m.

Schnellschlussschieber: werden bevorzugt bei Anlagen verwendet, die für den maximalen Explosionsdruck ausgelegt sind (in der Regel 10 bar). Die Verbindungsrohrleitungen zwischen den einzelnen Anlagenkomponenten oder z.B. Ansaugrohrleitungen (Rohgasleitung) bei Entstaubungsanlagen, werden innerhalb von Millisekunden verschlossen – somit die Explosionsdruckwelle und die Flammenfront gestoppt.

Schnellschussventile: kommen in der Regel nur bei Reingasrohrleitungen von Entstaubungsanlagen oder schwach bestaubten Rohrleitungen zur Anwendung. Bevorzugt werden sie ebenfalls bei Anlagenteilen, die auf den maximalen Explosionsdruck berechnet sind.

Fazit
Konstruktiver Explosionsschutz ist ein maßgeblicher Beitrag zur Sicherheit von Produktionsumgebungen: er reduziert die Auswirkungen von Explosionen auf ein Minimum. Vor allem die Explosionsunterdrückung kombiniert mit der explosionstechnischen Entkopplung stellt aufgrund der Faktoren Standortunabhängigkeit und Umweltschonung eine ideale Lösung dar.

Kidde
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Unternehmensporträt in Kasten

Kidde Brand- und Explosionsschutz (KBE) plant, entwickelt und installiert Gaslöschanlagen sowie Explosionsschutzsysteme im europäischen Markt. KBE gehört zu UTC Climate, Controls, Security, einem Geschäftsbereich der United Technologies Corp (NYSE: UTX).

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