Druck unter dem Deckel

Sicherheitsrisiken durch Überdruck in Lagersilos

ARTIKEL AUS DER SCHÜTTGUT & Prozess 4/2023

Überdruck in Lagersilos während der Materialanlieferung durch ein Silofahrzeug ist ein bedeutendes Sicherheitsproblem, welches sich über viele Industriezweige erstreckt. Obwohl es sich dabei um ein komplexes Problem handelt, können die Risiken sehr gut kontrolliert werden, indem man sicherstellt, dass einige Schlüsselkriterien hinsichtlich eines Sicherheitskonzeptes erfüllt werden.

Deckel eines Silofilters, Filteranlage, die darunter liegt, mit Druckausgleich und Federn und eine Steuerungseinheit.
Siloschutzkomponenten reduzieren die Sicherheitsrisiken

Dazu zählt beispielsweise die Aufstellung eines Wartungsplanes, welcher von qualifizierten Mitarbeitern umgesetzt wird. Beobachtungen und Rückmeldungen direkt aus der Industrie offenbaren allerdings, dass aufgrund von mangelnden Risikobewusstsein Wartungen oftmals nicht sorgfältig genug durchgeführt werden. Eine unzulängliche Wartung und Instandhaltung der Siloschutzkomponenten ist ein ernstes, wenn auch häufig unausgesprochenes Problem. Anlagenbetreiber der verschiedensten Industrien sehen sich mit diesem Problem konfrontiert. Im Folgenden werden Mängel erörtert und einige Grundlagen ausgeführt, die jeder Verantwortliche zu Überdruck in Lagersilos kennen sollte.

Ursachen für ein Überdruckproblem

Um dieses Problem anzugehen, muss man zunächst verstehen, wie der Überdruck in einem Silo entsteht. Das Material wird pneumatisch in ein Silo gefördert, indem es mit Druckluft eingeblasen wird. Wenn die Luft, die zur pneumatischen Förderung verwendet wird, ungehindert über die Entlüftungseinheit aus dem Silo austreten kann, gibt es keine Probleme mit Überdruck. Ein Überdruck im Silo entsteht nur dann, wenn die in das Silo eintretende Luftmenge die Luftmenge übersteigt, welche aus dem Silo austreten kann. Dies ist entweder der Fall, wenn der Luftstrom aus dem Filter in irgendeiner Weise eingeschränkt ist oder der vom Silofahrzeug eingeblasene Druck die maximale Kapazität des Filters übersteigt.

Die Filtergehäuse auf einem Silodach sind so konzipiert, dass sie das Silo während der Befüllung entlüften und gleichzeitig verhindern, dass Staub in die Atmosphäre entweicht. Normalerweise sind diese mit einem Selbstreinigungssystem wie mechanischen Rüttlern oder Rückspülsystemen ausgestattet. Obwohl die Filterhersteller oft Empfehlungen zu Prüfroutine und Zeitplänen für den Filterwechsel angeben, werden diese in der Praxis oft ignoriert. Ein fehlerhafter Betrieb des Filters kann durch eine Reihe von Problemen verursacht werden, einschließlich Verstopfungen oder beschädigter Filterkartuschen.

Material auf einem Silo, das um die Sicherheitskomponenten wie Schutt herumliegt.
Sicherheitskomponenten auf dem Silo – begraben von Material

Die meisten Pulver bilden harte Verbindungen, wenn sie mit Wasser in Verbindung kommen, was die Effizienz der Entlüftung weiter einschränkt. In der Regel sind Silofahrzeuge druckgeprüfte Behälter, welche einem Druck von bis zu 3 bar standhalten können. Bei Lagersilos hingegen ist das nicht der Fall! Sie können somit schon bei einem Druck von circa 70 mbar Schaden nehmen und sogar bersten. Statistiken aus Großbritannien zeigen, dass etwas mehr als die Hälfte aller Vorfälle mit Überdruck im Silo auf eine unkontrollierte Befüllung bzw. Entleerung des Silofahrzeuges zurückzuführen ist.

Prüfung der Sicherheitskomponenten

Um Probleme bei der Anlieferung zu vermeiden, sollten alle Silos, die von einem Silofahrzeug beschickt werden, mit Sicherheitssystemen auf dem Silodach ausgestattet sein. Dazu gehören ein Überdruckventil, ein Drucksensor, ein Füllstandgrenzschalter und ein Entlüftungsfilter. Allerdings schaffen eben diese Komponenten noch ein zusätzliches Risiko für den Menschen, nämlich das Arbeiten in der Höhe. Weil die genannten Komponenten nur an Ort und Stelle auf dem Dach geprüft werden können, bedeutet dies, dass die Silos theoretisch vor jeder Lieferung bestiegen werden müssten, um eine Funktionsprüfung durchzuführen. Nur so ist die absolute Funktionalität der Bauteile vor einer Befüllung gewährleistet.

Man könnte also sagen, dass das Vermeiden wollen des Risikos durch Arbeiten in der Höhe das Risiko eines Überdruckes bei der Befüllung des Silos erhöht. Und selbst wenn man diese Arbeiten in der Höhe so sicher wie möglich gestaltet, was können die Mitarbeiter auf dem Silo eigentlich tun, um die Funktionalität eines Überdruckventils oder Drucksensors physisch zu prüfen, ohne Sie aus dem Silo zu entfernen?

Fehlende Leitlinien der Industrie

Für Lagersilos gibt es bislang nur wenige oder gar keine Empfehlungen hinsichtlich der angesprochenen Probleme. Die Grundsätze für den Schutz von pneumatisch befüllten Silos sind jedoch auf der ganzen Welt gleich: Druck und Füllstand während der Befüllung müssen überwacht werden, es muss eine geeignete Filteranlage und ein Überdruckventil als letzter Schutz vorhanden sein. Außerdem sollten Alarmsysteme und automatische Absperrventile vorhanden sein. Jedes Sicherheitssystem für Silos ist jedoch nur so zuverlässig wie die letzte vollständige Prüfung aller Komponenten! Wie in der Praxis zu sehen, wird diese allerdings häufig vernachlässigt. Sicherheitseinrichtungen können somit ohne Vorwarnung versagen, bis es zu einem Unfall kommt.

Prüfung am Boden

Industriefilterkartusche eines Überdruckdeckels auf einem Silo. Alles ist voller Staub, der Filter völlig verstopft.
Verstopfte Filterkartusche – bedingt durch mangelnde Wartung
Mit Staub überdeckter Überdruckdeckel eines Silos
Sicherheitsinstanz, wenn alle anderen Sicherheitskomponenten versagen

Die Lösung für eine risikoarme Prüfung besteht darin, diese vom Boden aus (Ground-Level-Test) als Herzstück in die Siloschutzkonstruktion zu integrieren, wobei die entscheidenden Sicherheitskomponenten vor jeder Befüllung von Mitarbeitern oder LkwFahrern geprüft werden.

Dadurch werden nicht nur die Risiken der Arbeit in der Höhe beseitigt, sondern auch die volle Funktionalität des Schutzsystems bei jeder Benutzung des Silos sichergestellt. Nur wenn alle Sicherheitsvorrichtungen die Prüfungen bestanden haben, sollte die Sicherheitsverriegelung das Öffnen des Siloeinlassventils und den Beginn der Förderung erlauben. Die Prüfung ist unerlässlich, wurde aber in der Praxis oftmals vom Personal ignoriert, da sie zeitaufwendig oder in der Vergangenheit nicht praktikabel war. Mit einem Ground-Level-Test basierten System wie dem neuen SHIELD Lite von ENVEA kann ein Silo nicht befüllt werden, ohne dass eine vollständige Funktionsprüfung durchgeführt wurde.

Als zusätzlicher Vorteil kann es als leistungsfähiges Diagnosewerkzeug dienen, indem es kritische Ereignisse aufzeichnet, die während der Befüllung auftreten. Diese Informationen ermöglichen den Verantwortlichen eine zielführende Schritt-fürSchritt Ursachenanalyse, um passende Folgemaßnahmen wie beispielsweise eine vorausschauende Wartung einzuleiten. Im Fall von SHIELD Lite zeichnet das System nicht nur kritische Ereignisse auf, sondern hilft auch bei der Erkennung von Filterblockaden oder Unzulänglichkeiten im Verhalten des Fahrers bei der Befüllung. Bei übermäßigen Überdruckereignissen sperrt das System und erzwingt Abhilfemaßnahmen.

Ein umfassendes Siloschutzsystem kann mehr bieten als nur eine Barriere gegen die Risiken eines Überdrucks, es kann tatsächlich die Sicherheit am Standort verbessern, den Wartungsbedarf und die Notwendigkeit von Arbeiten in der Höhe reduzieren und Fehler selbst diagnostizieren, bevor diese problematisch werden.

Schlussfolgerung

Lagersilos können potenzielle Katastrophen bergen, die jederzeit passieren können. Diese Silos können schon bei einem Druck von ca. 70 mbar bersten, während verstopfte Filtergehäuse bei ähnlichem Druck aus Ihrer Verankerung gerissen und zu Boden geschleudert werden können. Auch entweichendes Pulver und Stäube stellen enorme Probleme für die Umwelt dar, welche in extremen Fällen sogar zum Entzug der Produktionsgenehmigung des Unternehmens führen können. Es ist daher erforderlich, dass jedes Silo-Sicherheitssystem leicht überprüft werden kann, indem alle Komponenten vor jeder einzelnen Lieferung getestet werden, ohne auf das Silo hinaufklettern zu müssen. Durch den Einsatz von Systemen, die Lieferungen effektiv überwachen, steuern und mögliche Probleme selbst erkennen, bevor sie zu Problemen werden, ist es möglich, eine vollständige Silosicherheit zu erreichen – zum Schutz der Umwelt, des Personals und der Öffentlichkeit.

Über ENVEA Process

ENVEA Process GmbH ist ein Spezialist für die Überwachung von Pulver, Granulat und Staub. Das innovative Unternehmen bietet Produkte und Lösungen zur Überwachung der Staubkonzentration in und um Produktionsanlagen, zur einfachen Filterbruchüberwachung sowie Sensoren zur Messung des Feuchtegehalts von Schüttgütern oder zur Volumenstrommessung. Außerdem sind weitere Messsysteme zur Materialflussüberwachung sowie Mengen- und Geschwindigkeitsmessung von Staub, Pulver oder Granulat im Portfolio. Mit den Lösungen von ENVEA optimieren Anwender Ihre Prozesse, reduzieren Kosten und steigern die Prozesseffizienz.

 

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