Explosionsschutz Erkenntnisse aus der Praxis der Explosionsdruckentlastung

Systeme zur Explosionsdruckentlastung sind mehr als nur ein „Überdruckventil“. Was in der betrieblichen Praxis an Fragestellungen/Problemen auf Anlagenhersteller und Anlagenbetreiber zukommen kann, soll im folgenden aufgeführt werden.

Anbieter zum Thema

REMBE® GmbH Safety+Control

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Ruland Engineering & Consulting GmbH

Fike Deutschland

Die Themenkreise Auswahl und Dimensionierung von Explosionsdruckentlastungen erfordern einerseits Beachtung durch den Anwender und andererseits Hilfestellung seitens der Gremien und Ausschüsse bei der notwendigen Überarbeitung von Normen und Richtlinien.

In Verbindung mit der druckstoßfesten Bauweise bis zu einem reduzierten Explosionsüberdruck ist die Explosionsdruckentlastung die am weitesten verbreitete Schutzmaßnahme gegen die Auswirkungen von Staubexplosionen. Das Prinzip der Druckentlastung besteht darin, dass die bei der Verbrennungsreaktion frei werdende Energie nicht gänzlich vom Behälter oder Anlagenteil aufgenommen werden muss, sondern durch die Entlastungsöffnung ins Freie abgeführt wird. Die verbleibende Energie in Form des reduzierten Explosionsüberdruckes Pred kann durch Variieren der Entlastungsfläche an die jeweilige Festigkeit des Behälters angepasst werden.

Entlastungselemente

Als Entlastungselemente sind am Markt Klappen und Explosionsberstscheiben erhältlich. Hierbei ist darauf zu achten, dass die eingesetzten Produkte als Schutzsystem nach 94/9/EG zertifiziert und auch für die jeweilige Anwendung zugelassen sind.

Vor der Auswahl des geeigneten Typs einer Entlastungseinrichtung ist die geometrische Fläche Ad zu ermitteln. Die EN 14491, 2006 – Schutzsysteme zur Druckentlastung von Staubexplosionen – stellt die Berechnungsgrundlage für die Ermittlung der Entlastungsflächen dar. Im Wesentlichen sind die Berechnungsgleichungen identisch mit denen der VDI 3673, 2002. Nach Ermittlung der geometrischen Entlastungsfläche ist der Anwender auf die Hilfe des Herstellers der Explosionsberstscheibe oder der Entlastungsklappe angewiesen. Die fälschliche Annahme, dass die errechnete Fläche gleich der sich durch die Nennweite der Entlastungseinrichtung ergebenden Fläche sei, ist ein leider weit verbreiteter Irrtum, der zu gefährlichen Unterdimensionierungen führen kann. Vielmehr ist die Entlastungseffizienz der jeweiligen Entlastungseinrichtung zu berücksichtigen. Aus dem Quotienten von geometrischer Entlastungsfläche Ad und Entlastungseffizienz, auch Entlastungsfähigkeit EF genannt, ergibt sich die erforderliche Entlastungsfläche AV. Vielen Anwendern ist auch nicht bewusst, dass die Entlastungseffizienz kein fixer Wert ist, sondern je nach Anwendung variiert.

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