Explosionsschutz Steuerungen für den vorbeugenden Explosionsschutz

Autor / Redakteur: Robert Becker / Sabine Mühlenkamp

Für Verbrennungsprozesse in der Industrie wird die Auswahl von Brennstoffen immer vielfältiger. Damit verbunden ist die Lagerung des Materials in geeigneten Behältern wie Silos. Die Lagerung muss jedoch unter Beachtung des Explosionsschutzes erfolgen und mit einer geeigneten Regelung und Steuerung ausgestattet werden.

Firmen zum Thema

Um explosionsfähige Staub-Luft-Gemische zu vermeiden, muss die Sauerstoffgrenzkonzentration unterschritten werden.
Um explosionsfähige Staub-Luft-Gemische zu vermeiden, muss die Sauerstoffgrenzkonzentration unterschritten werden.
(Bild: robecco)

Staubexplosionen stellen nach wie vor eine ernst zu nehmende Gefahr dar. Das potenzielle Vorhandensein von explosionsfähigen Staub-Luft-Gemischen in verschiedenen Anlagenbereichen ist daher zu vermeiden. Neben konstruktiven Explosionsschutzeinrichtungen und druckstoßfesten Bauweisen gemäß VDI Richtlinie 3673 sind mess- und steuerungstechnische Einrichtungen zum sicheren Betrieb des Silos notwendig. Hierzu gehören u.a.:

  • CO, CH4 und O2 Analyseeinrichtungen mit bescheinigter Messfunktion
  • Temperatursensoren
  • kontinuierliche Füllstandmessung
  • Füllstandgrenzmeldungen
  • Drucksensorik
  • Abluftfilter mit Reingasklappe
  • Explosionsklappen mit Endschaltern
  • Absperreinrichtung am Siloauslauf.

Zur Erkennung von Glimmbränden werden hauptsächlich CO- und CH4-Messeinrichtungen eingesetzt. Vernachlässigt wurden bislang Sauerstoffmesseinrichtungen, die einen Inertisierungsvorgang überwachen und sicherstellen. Gemäß den Richtlinien (z.B. TRBS 2152, VDI 2263, CEN 15281) ist dies erforderlich, um Sauerstoffgrenzkonzentrationen im Gefahrenfall für verschiedene Arten von Brennstoffen zu überwachen.

Bildergalerie

Zum vorbeugenden Explosionsschutz und zur Anlagenüberwachung ist zunächst ein automatisches zentrales Regel- und Steuersystem zu installieren, das die inerte Atmosphäre in chemischen und physikalischen Prozessen sicherstellt. Die Bedienung und Beobachtung muss automatisch oder manuell über einen Prozessrechner oder gleichwertige Einrichtungen erfolgen. Dabei sind Gasanalysesysteme, Temperatursensoren, Inertisierungsanlagen sowie Schieber und Klappen zu integrieren.

Zuverlässige Gasanalyse

Die Steuerung (RSC) verarbeitet Signale des Gasanalysesystems (digitale Werte und analoge Werte) und vergleicht diese mit dem vorgegebenen Sicherheitskonzept des Prozesses. Mit den gemessenen Gasbestandteilen werden erforderliche Alarme zur Sicherstellung der inerten Atmosphäre erzeugt. Weiterhin wird die Funktionsfähigkeit des Gasanalysensystems überwacht.

Die Signale von Temperatursensoren (digitale Werte und analoge Werte) müssen verarbeitet und mit dem vorgegebenen Sicherheitskonzept des Prozesses verglichen werden. Mit den gemessenen Temperaturwerten werden erforderliche Alarme zur Vermeidung von Explosionen und Bränden erzeugt.

Mithilfe der gemessenen Gasbestandteile und Temperaturen muss in der Steuerung ein spezielles Verhaltensmuster erzeugt werden, das auf der vom Explosionsschutzkonzept vorgegebenen Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) basiert. Ändert sich die Temperatur im System, so müssen die SGK automatisch angepasst und die Alarmwerte verändert werden.

Die generierten Signale der Analysesysteme und der Temperatursensorik steuern die Inertisierungsanlage an. Bei generierten Alarmen in bestimmten Anlagenteilen müssen an der Inertisierungsanlage Bereichsventile geöffnet, die erforderliche Inertgasmenge dosiert, und nach erfolgter Inertisierung wieder geschlossen werden.

Bei nicht erfolgreicher Inertisierung wird der Vorgang wiederholt und die Dosierung angepasst. Zusätzlich hat die Steuerung eine Überwachungsfunktion für die Inertisierungsanlage im Hinblick auf ihre Betriebsbereitschaft integriert.

Die Steuerung muss Signale und Befehle an die Prozessanlage ausgeben und entsprechend des Sicherheitskonzeptes Schieber und Klappen betätigen. Damit wird der Prozess sicher abgeschottet und auch explosive Gasgemische können abgeführt werden.

Sicherer Lagerprozess

Für ein sicheres Konzept ist die Anpassung der Sauerstoff- und Kohlenmonoxid-Grenzkonzentration in Abhängigkeit von der Prozesstemperatur erforderlich. Die Auswertung der Messwerte und ein Abgleich mit typischen Prozessverläufen wird sichergestellt. So ist ein Einschreiten, z.B. das Abdichten von Leckagen oder das Verhindern eines weiteren Eintrags von Sauerstoff in die Siloanlage, möglich.

Zudem ist eine exakte Inertgas-Dosierung im Hinblick auf Effektivität und Umwelt und die Kontrolle der Inertgas-Bevorratung und die damit verbundene Sicherstellung der zukünftigen Beschaffung und Lagerung notwendig. Die automatische Ermittlung der Wartungsintervalle, Wartungstermine und Wartungsarbeiten einzelner Anlagenteile in Abhängigkeit von der Betriebsdauer und Betriebshäufigkeit führen zu einer hohen Verfügbarkeit und damit verbunden zu einem sicheren Lagerprozess.

*

(ID:35636890)