Pflicht – keine Option
Explosionsschutz in industriellen Produktionsanlagen und Entstaubungsanlagen
Aus der Sonderausgabe Fire-and-explosion der Schüttgut & Prozess 6/2023
Autor: Bernhard Voß, Wirtschaftsingenieur (BA), Infastaub GmbH
Explosionsschutz stellt für Betreiber keine Option, sondern eine Pflicht dar. Entsprechend der vorhandenen Ex-Zone müssen diese geeigneten Maschinen und Anlagen installieren. Die Grundlage für das Explosionsschutzkonzept ist ein entsprechendes Explosionsschutz-dokument für dessen Erstellung der Anlagenbetreiber verantwortlich ist. Hier stehen den Betreibern viele Entscheidungshilfen bei der Erstellung zur Verfügung.
Das Explosionsschutzdokument muss meistens auf Basis der ATEX-Richtlinie erfolgen. Die ATEX-Richtlinie legt strenge Standards für den Explosionsschutz in explosionsgefährdeten Bereichen fest. Viele Betreiber stehen daher vor der Herausforderung, diese Anforderungen zu verstehen und auch umzusetzen.
Grundsätzlich kann dem Betreiber empfohlen werden, eine Staubentwicklung schon am Ursprungsort zu vermeiden, um das Risiko von Staubexplosionen zu vermeiden. Denn explosibler Staub, der weder in die Umgebung gelangt noch sich ablagert, stellt kein entsprechendes Risiko dar. Deshalb sind entsprechende Entstaubungsanlagen selbst schon ein wirksames Mittel zum Schutz vor Staubexplosionen. Dennoch können in Entstaubungsanlagen explosionsfähige Atmosphären entstehen, da der Staub dort gesammelt und aufkonzentriert wird.
Grundsätzliche Unterscheidung von Maßnahmen
Bei der Wahl von Schutzmaßnahmen zur sicheren Handhabung brennbarer Stäube und explosionsfähiger Staub-Luft-Gemische in Entstaubungsanlagen gibt es unterschiedliche Informationsplattformen für eine grundsätzliche Einordnung. Dies ist sowohl für den Hersteller als auch für den Betreiber der Entstaubungsanlage in der Auslegungsphase ein probates Mittel, die richtigen Schutzmaßnahmen zur sicheren Handhabung brennbarer Stäube und im aufgewirbelten Zustand explosionsfähiger Staub-Luft-Gemische auszuwählen. Damit es zu einer Explosion kommen kann, müssen gleichzeitig eine Zündquelle, Sauerstoff und Brennstoff in ausreichender Konzentration zusammentreffen.
Erste Einordnung und Hilfestellung
Es ist zunächst wichtig, zwischen vorbeugenden und konstruktiven Maßnahmen des Explosionsschutzes zu unterscheiden. Vorbeugender Explosionsschutz zielt darauf ab, Explosionen zu verhindern, während konstruktiver Explosionsschutz darauf abzielt, die Auswirkungen einer möglichen Explosion zu minimieren. In vielen Fällen wenden sich die Anlagenbetreiber an Dienstleister und Verbände, um bei der Dokumentenerstellung Unterstützung zu erhalten.
Explosionsschutz in Filteranlagen
Grundsätzlichen gibt es folgende Möglichkeiten des Explosionsschutzes in Filteranlagen. Der günstigste Fall ist der vorbeugende Explosionsschutz, bei dem die Filteranlage und alle angebauten Komponenten elektrisch ableitfähig und untereinander geerdet ausgeführt werden. Erscheint ein konstruktiver Explosionsschutz an Filteranlagen als geeignete Lösung, so gibt es verschiedene Methoden der
Herangehensweise:
• Inertisierung
• Entlastung durch Berstscheiben
• Entlastung durch flammenlose Entlastungseinrichtungen
• Explosionsunterdrückungssysteme
• druckstoßfeste Bauweise auf den reduzierten Explosionsdruck z. B. auf Silos, die über Berstscheiben entlastet werden
• druckstoßfeste Bauweise für den maximalen Explosionsdruck
Explosionstechnische Entkoppelung
Besondere Aufmerksamkeit sollte auch der explosionstechnischen Entkopplung der Filteranlage vom Rohrleitungssystem und auch vom Staubaustragssystem gewidmet werden, damit im Falle einer Explosion die Flamme und die Druckwelle nicht die vor- und nachgelagerten Systeme oder bei einer offenen Absaugung sogar einen Menschen gefährden.
Bei der Entkopplung gibt es verschiedene Schutzsysteme, deren Einsatzmöglichkeiten von verschiedenen Prozess-Parametern abhängen. Die am häufigsten eingesetzten Entkopplungssysteme von Entstaubungsanlagen sind:
• Schnellschlussschieber
• Rückschlagklappen
• Entkopplungsventile
• Löschmittelsperre
Wichtig! Zur Betrachtung der explosionstechnischen Entkopplung gehört neben der Roh- und Reingasseite auch der Staubaustrag. Dort werden meist unterschiedliche Arten von Zellenradschleusen oder gesteuerte Doppelklappen als Schutzsysteme eingesetzt.
Explosionstechnische Kenndaten
Unsicherheit oder Unkenntnis führt zu unlösbaren Aufgaben. Ein häufiges Problem ist oft der Mangel an spezifischen Staubdaten seitens des Betreibers. Das kann dazu führen, dass Maximalforderungen gestellt werden, die den Explosionsschutz teuer oder fast unmöglich machen. Hierzu ein Beispiel aus der Praxis: Für die Planung einer Entstaubungsanlage in einer Lackproduktion stellte der Anlagenbetreiber Anforderung an die Filteranlage für alle nur denkbaren explosionstechnischen Kennwerte, da man die explosionstechnischen Kenndaten der abzusaugenden Stäube nicht kannte und auch für zukünftige Produkte vorbereitet sein wollte. Da teilweise auch Lösemittel abgesaugt werden mussten, sollte die Filteranlage auch für hybride Gemische, also eine Mischung aus brennbareren Gasen und brennbaren Stäuben, geeignet sein.
Wichtig sind in diesem Zusammenhang explosionstechnische Kenndaten wie z. B. der spezifische Widerhang explosionstechnische Kenndaten wie z. B. der spezifische Widerstand und die Mindestzündenergie des Staubes, die Gaskonzentration in den hybriden Gemischen, der maximale Explosionsdruck und der KST-Wert, der die Geschwindigkeit der Druckentwicklung bei einer Explosion beschreibt.Dieses Beispiel soll verdeutlichen, dass aufgrund mangelnder Kenntnis der konkreten Anforderungen sowie der entsprechenden Kenndaten ein wirtschaftliches und passendes Anlagendesign zu einer fast unlösbaren Aufgabe werden kann.
Über Infastaub
Die Infastaub GmbH bietet eine umfassende Palette von Lösungen für den Explosionsschutz in Entstaubungsanlagen. Durch jahrelange Erfahrung und innovative Technologien hat sich das Unternehmen als verlässlicher Partner für Betreiber von Produktionsanlagen etabliert. Infastaub GmbH ermöglicht es den Betreibern, maßgeschneiderte Lösungen zu erarbeiten und zu implementieren, die nicht nur den gesetzlichen Anforderungen entsprechen, sondern auch wirtschaftlich und kostenoptimiert sind.
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