Anlagenbau & Prozesstechnik

Staubeexplosionen - Wie lassen sich die Auswirkungen vermindern?

28.02.2018 -

In Einzelfällen werden Anlagen und Einrichtungen so stabil ausgelegt, dass sie dem Druck einer Explosion standhalten. Sinnvoller sind maßgeschneiderte Schutzsysteme.

Explosionsschutz-Berstscheiben bilden als konventionelle Druckentlastungen überall dort einen effektiven Basisschutz vor den Auswirkungen einer Explosion, wo das Entweichen von brennenden Stäuben und Partikeln bzw. Flammen und heißem Gas aus sicherheitstechnischer Sicht akzeptiert werden kann. Das Volumen dieser Emission kann dabei ein Vielfaches der eigentlichen Anlagengröße betragen und die Einrichtung einer ausreichenden Sicherheitszone ist notwendig. Der Einsatz erfolgt darum ausschließlich in Außenbereichen oder mit einem nach außen führenden Abblaskanal, der dem entstehenden Druck standhalten muss.

Unmittelbare Druckentlastung
Explosionsschutz-Berstscheiben werden jeweils entsprechend des Prozessdrucks und des für Behälter oder Anlage zulässigen Drucks ausgelegt. Wird ein definierter Ansprechdruck erreicht, birst die Druckentlastung unmittelbar – je nach Ausführung schon ab Überdrücken von 50 mbar. Dank der schnellen Reaktion und dem schlagartigen Freigeben einer großen Entlastungsöffnung sind die Anlagen und Behälter vor der Druckeinwirkung geschützt. Beschädigungen werden vermieden.
Explosionsschutz-Berstscheiben von Bormann & Neupert by BS&B sind gegenüber schwankenden Prozessdrücken unempfindlich. Edelstahl- und Verbundwerkstoffe für die Berstscheibe und angepasste Materialien für Dichtungen und Dämmung ermöglichen den Einsatz auch bei Prozesstemperaturen über 250 °C. Für Umgebungen, in denen für das Austreten von Flammen keine notwendige Sicherheitszone zur Verfügung steht, sind flammenlose Druckentlastungen eine Alternative. Ein mehrlagiges Edelstahl-Filtergewebe verhindert das Austreten von Flammen und brennenden Partikeln und erlaubt zugleich, dass die Druckwelle entweichen kann.

Unterdrückung bremst Explosion aus
Aktive, schnellwirkende Löschsysteme zur Explosionsunterdrückung ersticken jede Flamme einer anlaufenden Explosion innerhalb von Sekundenbruchteilen schon in der Entstehungsphase – lange bevor der Explosionsdruck seine Zerstörungskraft entfalten kann. Anwender profitieren vor allem dadurch, dass der unterbrochene Prozess schneller und nach wenig Instandsetzungsaufwand wieder aufgenommen werden kann und kein Prozessmedium in die Umwelt gelangt.
Empfindliche Drucksensoren erkennen einen kritischen Druckanstieg bereits im Milli­barbereich und ermöglichen dem Unterdrückungssystem ein sofortiges Reagieren: Ihre Löschkanone bringt in wenigen Millisekunden ein Löschmittel in den Prozessbehälter ein und unterdrückt die Explosion auf einen anlagenspezifisch reduzierten und akzeptablen Druck.

Schnelle Wiederinbetriebnahme
Die aktiven Systeme bieten einen hohen, zuverlässigen Schutz und erlauben zugleich ein prozessoptimiertes Anlagendesign in Gebäuden, wo kein Sicherheitsbereich für eine Entlastung zur Verfügung steht. Bei der Entscheidung für eine Unterdrückung gilt es allerdings einige relevante Kriterien zu beachten: So verzichten z. B. alle Systeme von BS&B bewusst auf pyrotechnische Auslöser. Als Auslöser fungiert ein Kraftschaltelement. Zudem besteht die Löschkanone aus einem Druckbehälter, der erst bei der Installation mit Stickstoff befüllt wird, und einer leicht austauschbaren Lösch­mittelpatrone.
Darum ist keines der Bauteile als Gefahrgut eingestuft. Transport und Lagerung sowie Ersatzteillogistik und -management werden erheblich vereinfacht; die bei konventioneller Gestaltung obligatorischen Sicherheitsvorschriften entfallen. Die Instandsetzung kann von geschultem Personal mit relativ wenig Aufwand schnell durchgeführt werden. Anlagenstillstände, also kostspielige Produktionsunterbrechungen, bleiben auf ein absolutes Minimum reduziert.

Ausbreitung einer Explosion verhindern
Dem gleichen technischen Funktionsprinzip folgen Systeme zur chemischen Explosionsentkopplung. Hier wird durch das Einbringen von Löschmittel eine Sperre errichtet, die zusätzlich das Ausbreiten der Explosion durch verbundene Rohrleitungen und Kanäle auf angrenzende Anlagenbereiche stoppt. So werden Effekte wie eine Flammenstrahlzündung verhindert, die ein noch höheres Zerstörungspotenzial entwickeln kann als die ursprüngliche Explosion. Weitere Maßnahmen zur Eingrenzung von Explosionen sind mechanische Systeme: Beispiele für passive Varianten sind selbstbetätigte Schutzventile und Rückschlagklappen, für aktive Systeme fremdbetätigte Ventile und Schutzschieber. Chemische Entkopplungssysteme haben hier den Vorteil, dass sie sowohl bei runden wie bei eckigen Leitungsquerschnitten eingesetzt werden können.

Kontakt

Bormann & Neupert by BS&B GmbH

Volmerswerther Str. 30
40221 Düsseldorf

+49 211 93055 0

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