EP 1.qxp

Catalog #77G-8024
Bei der Handhabung von Explosionsgefahren • Hält die Einrichtung den durch die Entlastung frei werdenden Reaktionskräften stand?
gibt es immer Alternativen!
Diese Maßnahmen sind entweder als Prävention oder als
Schutz einzustufen. Jeder Einsatz erfordert eine individuelle Beurteilung die Folgendes berücksichtigt:
• die Gefahr bestimmen; die Verpuffungs-charakteristiken des Prozessmaterials bestimmen. (eine
physikalische Überprüfung kann hier erforderlich sein).
• Ziehen Sie möglicherweise eine Mischform von vorbeugenden Maßnahmen und Schutzmaßnahmen in Erwägung.
Unmittelbare Druckentlastung von Verpuffungen sind
betriebswirtschaftlich interessant, allerdings muss vorher
der größtmögliche Eintritt eines solchen Ereignisses bei der
Entlastung und Ableitung ermittelt werden, um die richtigen
Sicherheitsvorkehrungen treffen und einsetzen zu können:
• Halten Gebäude und Einrichtungen den mechanischen
Auswirkungen wie Druckwelle von der Explosion und
entsprechender Stoßbelastung stand? Können sie
kurzzeitig hohe Temperaturen durch den entstehenden
Feuerball überstehen?
Aus den Antworten auf diese Fragen ergibt sich oft, dass
eine Vielzahl von unterschiedlichen Maßnahmen
zur Prävention eingesetzt werden sollten. Z.B.:
• Unterdrückung,
bei
der
der
komplette
Verpuffungsvorgang vermieden wird und keine Stoffe
in die Atmosphäre gelangen.
• Vermeidung von Feuer- und Explosionsgefahr:
(Begrenzen von vorhandenem brennbaren Material
durch, Sauberkeit, Ordnung und Prozessführung).
• Kann der während einer Verpuffung entstehende
Feuerball toleriert werden?
• Überwachung möglicher elektrostatischer Aufladung,
im Besonderen für Stäube mit niedriger
• Kann für den Schutz von Inneneinrichtungen die
Mindestzündenergie (MZE).
Verwendung eines Entlastungskanals nach außen
akzeptiert werden?
• Überwachung möglicher Zündquellen (z.B. beim
Schleifen, Zermahlen) durch den Einsatz von
• Wie können miteinander verbundene Systeme entkoppelt
Funkenerkennung und Löscheinrichtungen.
werden, um eine Ausweitung der Verpuffung zu verhindern?
Eine Explosion entsteht durch das Entzünden von brennbaren Stoffen (Staub, Gas
oder Ausdünstungen) bei Anwesenheit von Luftsauerstoff. Passiert dies während
eines gekapselten Arbeitsvorganges oder innerhalb einer geschlossenen
Lagereinrichtung, entstehen durch den sich schnell aufbauenden Druck innerhalb
weniger Millisekunden zerstörerische Kräfte, die sowohl das Personal als auch
Einrichtungen einer Gefahr aussetzen. Meistens sind Materialhandhabung,
Verarbeitung und Lagereinrichtung nicht darauf ausgelegt, dem Druck einer
Verpuffung* stand zu halten. Nur Einrichtungen die darauf ausgelegt sind, dem durch
den Verbrennungsvorgang entwickelnden maximalen Druck (Pmax) zu widerstehen,
können diese Drücke aushalten – Drücke dieser Art überschreiten normalerweise 5,2
bar und lassen die Eindämmung von Verpuffungen in den meisten Fällen unerschwinglich teuer werden.
* Verpuffung: ist ein sich ausbreitender Feuerball, der sich unterhalb der
Schallgeschwindigkeit ausbreitet, im Gegensatz zu einer Explosion, die sich
schneller als Schallgeschwindigkeit ausbreitet. Arbeitsabläufe können normalerweise
vor Verpuffungsgefahren geschützt werden.
Oftmals bedarf es einer Kombination von unterschiedlicher, technischer Maßnahmen, um Sicherheitsvorkehrungen
für den Verpuffungsprozess zu treffen. Die bei einer Verpuffung eingesetzte Technologie hand zu haben, kann in
aktive und passive Technologie eingeteilt werden: Passive Funktionieren normalerweise im Sinn von mechanischer
Technologie, automatisch ohne externen Energiebedarf. Explosionsberstscheiben oder Explosionsberstpaneele
entsprechen einer passiven Schutztechnologie. Aktive Systeme bedürfen einer weiteren Energiequelle, um zu funktionieren. Explosionsunterdrückungssysteme gehören zu den aktiven Schutztechnologien. Funkenerkennung und
Löschsysteme sind aktive Schutztechnologien, die darauf ausgelegt sind, Zündquellen, die zu Feuer oder
Explosionen führen können, zu erkennen und zu löschen. Sowohl die aktive als auch die passive Technologie bedürfen der regelmäßigen Inspektion.
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Der erfolgreiche Umgang mit Verpuffungsge-fahren
setzt voraus, dass die Materialeigen-schaften (wie z.B.
Pmax und Kst – der Verpuffungsindex von Staub) und
deren Verarbeitungsbedingungen bekannt sind, wie z.B.
Staubkonzentration, Luftverwirbelungen, Betriebsdruck,
Temperatur und Feuchtigkeit.
Unter
betriebswirtschaftlichen
Gesichtspunkten
bevorzugt man im Hinblick auf die Kosten der
Installation und der einfachen regelmäßigen
Inspektionen den Einsatz von Berstscheiben. Beachten
Sie
jedoch
folgendes
bezüglich
der
Einsatzmöglichkeiten:
• Kann der Feuerball, der über eine offene Entlastung
ausgestoßen wird, toleriert werden? Dieser kann 20 m
Länge überschreiten und etwa halb so groß im
Durchmesser sein. Die einfache und freie Entlastung
muss zu einem sicheren Ort geleitet werden, zu dem
das Personal keinen Zugang hat und sonstige
Einrichtungen oder Gebäude nicht beschädigt werden
können.
• Ist die Berstscheibe in Innenbereichen installiert:
Steht ein Entlüftungskanal zu einem sicheren Ort nach
Aussen zur Verfügung? Entlüftungskanäle erhöhen
immer die erforderliche Entlastungsfläche und können sich daher nicht für den Schutz von kleineren
Prozessmengen mit höheren Kst-Werten eignen.
• Kann die erforderliche Entlastungsfläche angepasst
werden? Kann der für die Berstscheibeninstallation
erforderliche Platz sowohl die während der Entlastung
entstehenden Reaktionskräfte aufnehmen, als auch bei
großen Einrichtungen entstehende Schubkräfte über
eine neutrale Entlastungseinrichtung auffangen, um
ein Versagen während der Entlastung zu vermeiden?
• Falls es Ein- und Auslassöffnungen an der geschützten
Einrichtung gibt, sind diese gegen eine Ausbreitung der
Verpuffung auf andere Einrichtungen oder Arbeitsräume
geschützt? Bei der erforderlichen Entkopplung von entlasteten Einrichtungen sind die Vorschriften und
Regelwerke mittlerweile sehr eindeutig was die
Vermeidung von Folgeexplosionen betrifft. Die Gefahr
von Folgeexplosionen stellt in ihrem Potential normalerweise eine viel höhere Gefahr bezüglich im Anrichten von
Schäden und Zerstörung dar.
• Ist die Sanierung nach einer abgeleiteten Explosion
zeitlich akzeptabel und wirtschaftlich tragbar für Ihr
Unternehmen? Abhängig von der eingesetzten Auslegung
kann eine abgeleitete Explosion dazu führen, dass Teile
von Betriebsmitteln, die durch die Druckwelle beschädigt
wurden, ersetzt werden müssen. Das hat zur Folge, dass
ein Produktionsausfall entsteht und Kapazitäten für anstehende Auslieferungen nicht mehr vorhanden sind.
• Wie reagiert die unmittelbare Umgebung auf solch ein
Ereignis? Eine abgeleitete Explosion ist ein spektakuläres
Ereignis, das in der Nachbarschaft für erhebliches
Aufsehen sorgt.
• Was passiert, wenn die abgeleiteten Prozessmedien giftig
oder gefährlich sind? Für bestimmte Medien ist die
Freisetzung in die unmittelbare Umgebung komplett zu
vermeiden oder verboten.
Anhand der vorherigen Fragen in Bezug auf den Einsatz von
abgeleiteten Verpuffungen zeigt sich, dass jedes Verfahren
sowohl für sich allein, als auch als Bestandteil einer ganzen
Produktionseinrichtung Berücksichtigung finden muss, damit
der richtige Explosionsschutz und damit eine entsprechende
Präventionstechnologie zum Einsatz kommt. Wenden Sie sich
an BS&B. Wir helfen Ihnen!
BS&B unterstützt Sie bei der Einhaltung der aktuellsten Vorschriften und Regelwerke mit den
entsprechend erforderlichen Praktiken. Für aktuellste
Informationen besuchen Sie bitte unsere Webseite
www.bsbipd.com.
Prävention
• Funkenerkennungs- und Löschsysteme für im
Bereich von Rohrleitungssystemen.
• Explosionsunterdrückungssysteme zum Schutz
von Betriebseinrichtungen.
Zuverlässiger Service:
Wir bieten ein weltweites Verkaufs- und
Servicenetzwerk, um unsere Produkte möglichst
überall schnell und problemlos zu unterstützen.
Schutz:
• Berstscheiben zum Schutz von Betriebseinrichtungen.
• Explosionsdruckentlastung zum Schutz von Gebäuden.
• Flammenlose Entlastung für Innenbereiche und überall
dort, wo Feuerbälle zu Schäden führen können.
• Schnell reagierende Ventile zur mechanischen
Entkopplung von miteinander verbundenen
Rohrleitungssystemen.
• Chemische Entkopplungssysteme zur Herstellung
einer Sperre bei Flammenübergriff auf miteinander
verbundene Rohrleitungssysteme.
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Typ IPD Explosionsunterdrückungsund chemisches Entkopplungssystem
Explosion Detection
Unitized Sensors
von links: Systemüberwachung, modularisierter
Explosionserkennungssensor, Explosions-unterdrückungseinheit und die Energieversorgung. Je
nach Einsatz ist die Explosionsunter-drückungseinheit in Standardmodule mit einer Kapazität von 5,
10, 20, 40 und 60 lb. eingeteilt. Abgebildet ist das
Modul mit 5 lb. Es können mehrere Einheiten und
Sensoren eingesetzt werden.
Explosion Cannon
System Monitor
Power Supply
Typ IPD System: Kerntechnologien
Das Explosionsunterdrückungssystem von BS&B erkennt
Verpuffungen im frühesten Stadium durch das Messen der
Druckwelle, die vor dem Feuerball entsteht. Über dieses
Signal ausgelöst, bringt es ein Löschmittel in den sich
entwickelnden Feuerball ein und erstickt diesen bevor es zu
zerstörerischen Ausmaßen kommt. Ein Standard-System
besteht aus einem Sensor, Energieversorgungsmodul, einer
Systemüberwachung
und
mehreren
Explosionsunterdrückungseinrichtungen. Menge, Größe
und Platzierung der Sensoren und Einrichtungen werden
für jeden Einsatzbereich festgelegt.
Die erfolgreiche Unterdrückung einer Verpuffung resultiert
in einen verminderten Explosionsdruck welcher zu einer
geringeren Druckspitze innerhalb der Anlagenausrüstung
führt. In den sich entwickelnden Feuerball wird ein
Natriumbikarbonat in Lebensmittelqualität eingeschossen,
das die Löschung innerhalb der Anlage bewirkt. Außerhalb
der Anlagenteile gibt es keine Anzeichen dafür, dass eine
Verpuffung stattgefunden hat.
Der Anforderung, die Betriebseinrichtung zu entkoppeln,
kann durch den Einsatz der Unterdrückungs-technologie
leicht nachgekommen werden. Indem der Sensor das
Frühstadium der Verpuffung erkennt, werden nicht nur die
Hauptunterdrückungseinrichtungen, sondern gleichzeitig
auch Entkopplungs-einrichtungen an jeder Leitung
aktiviert, die an der jeweiligen Leitung eine chemische
Blockade auslösen und so verhindern, dass die Verpuffung
sich vorwärts oder rückwärts im System weiter ausbreiten
kann.
Chemische Entkopplungssysteme können zusammen mit
Druckentlastungssystemen eingesetzt werden und schützen
nicht nur vorgelagerte Prozessanlagen, sondern auch
nachgelagerte Einrichtungen, die wieder in den Prozess
eingespeist werden (gereinigte Luft aus Filtersystem).
Beispiel: Ein aktiviertes IPD System
Der Sensor nimmt die Druckwellen des entstandenen
Feuerballs wahr und aktiviert umgehend das
Unterdrückungsmodul um den Feuerball im Filter zu
löschen.
Daraufhin
blockiert
die
Entkopplungseinrichtung das Eintreten der Flammen
in angrenzende Prozessausrüstungen. Gleichzeitig
werden Sensorrelais aktiviert, die die Prozessanlagen
herunterfahren. Dadurch wird die Zufuhr von
brennbarem Material gestoppt und Alarm ausgelöst.
Die Explosionsunterdrückungseinrichtungen können
direkt in jedem Winkel der Prozessausrüstung oder
damit verbundenen Rohrleitungssystemen installiert
werden. So entfallen zusätzliche schwere Leitungen
und Stutzen für die Verteilung von Löschmitteln. Das
geringe Gewicht und die kompakte Größe der
Explosionsunterdrückungseinrichtungen erlauben
eine
einfache
Installation.
Die
Explosionsunterdrückungseinrichtungen eignen sich
für die vor-Ort-Montage und werden drucklos in zwei
Teilen geliefert, was die Handhabung für das Personal
aufgrund des geringeren Gewichtes erleichtert.
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Chemisches Mittel
zur Unterdrückung
Explosionsunterdrüc
kungseinrichtung
Chemisches Mittel
zur Unterdrückung
Stromversorgung
Eigensichere
Stromversorgung
IPD System in einer Filteranlage
Flammenloses Entlastungssystem IQR von BS&B
Überall dort, wo der durch eine Verpuffung ausgestoßene Feuerball
unzulässig und die Abführung über Luftkanäle nicht möglich ist, bietet
sich die flammenlose Entlastungstechnologie als alternatives passives
Schutzsystem an.
Flammen-, Staub- und Druckkontrolle:
Unterbrechen >>> Löschen >>> Stoppen
So arbeitet das IQR System
Das IQR System besteht aus zwei Teilen: einer Berstscheibe und einem
Löschmodul. Die Berstscheibe reagiert auf den sich schnell aufbauenden
Druck einer Verpuffung und öffnet sich zur Druckentlastung. Sobald der
sich entwickelnde Feuerball die offene Berstscheibe passiert, wird dieser
vom Löschmodul eingefangen bzw. erstickt. Ein hochfeines Siebgewebe
aus rostfreiem Edelstahl, das von einem Rahmen gehalten wird, bildet
einen dreidimensionalen Flammenschutz, der die Flamme löscht. Das
Löschmodul verhindert die Ausbreitung einer Verpuffung durch Flammen
und heiße Gase und stoppt sicher das Entweichen von brennendem und
unverbranntem Staub.
IQR SYSTEM ™
Typischer Ablauf einer
flammenlosen Ableitung
0
Sekunden.......Explosionsentstehung.
0.015
Sekunden.......Druckaufbau.
0.025
Sekunden.....Innere Berstscheibe öffnet
bei geringem Druckanstieg
0.055
Mit dem IQR System, das die Flamme löscht, Staub zurückhält und Druck
und Temperatur kontrolliert, haben Sie eine Sicherheitseinrichtung, die Sie
für jegliche Innenbereiche einsetzen können, in denen die Auswirkungen
einer abgeleiteten Explosion vermieden werden müssen.
Die fünf Sicherheitsfunktionen des IQR Systems:
• Flammenfalle – es tritt keine Flamme nach außen, was Ihnen ein
sicheres Betriebsumfeld für Ihr Personal bietet.
• Schließt die Möglichkeit einer externen Folgeentflammung mit ein
hergehender externer Explosion für die geschützte Anlage aus.
• Staubblockade – hält Staub zurück und beseitigt die Gefahr, dass
potentiell giftige Substanzen in die Umwelt gelangen
• Druckblockade – absorbiert die Druckspitze der Explosion, schützt
Personal und unmittelbare Umgebung einschließlich Gebäuden vor
der Druckwelle
• Temperaturkontrolle – absorbiert den Feuerball bei unerheblichem
Temperaturanstieg in der unmittelbaren Umgebung
BS&B IVE – Schnell Reagierendes Quetschventil
Mechanische Entkopplung
Sekunden..........Der Feuerball entwickelt sich im
Löschmodul
0.075
Sekunden.......Der Feuerball wird gelöscht mit
Abbrechen des Verbrennungsprocesses
0.090
Sekunden.....Der Spitze der Druckwelle entsteht und
wird durch das Löschmodul absorbiert
0.125
Sekunden
0.165
Sekunden
0.200
Sekunden......Der Verbrennungsprozess kommt zum
Ende, der entstandene Staub verbleibt
im Löschmodul
0.275
Sekunden
0.350
Sekunden
0.425
Sekunden
0.500
Sekunden.....Die Verbrennung stoppt völlig, das
Löschmodul kühlt ab
Das schnell reagierende Quetschventil IVE
von BS&B mit mechanischer Isolation
Für Luftkanäle und Rohrleitungen kann eine mechanische Entkopplung
unter Einsatz von schnell reagierenden Ventilen von Vorteil sein. Für
solche Fälle bietet BS&B die im Einsatz befindliche „Plattenschieber“oder „Quetschventil“-Technologie an.
Das IVE Quetschventil ist darauf ausgelegt, das Übergreifen einer
Explosion auf andere miteinander verbundenen Prozeßanlagen zu verhindern. Das Ventil verhindert, dass heiße Partikel, glimmende Asche,
Flammen und Druck andere miteinander verbundene Anlagenteile erreichen und so eine Folgeverpuffung oder Feuer auslösen können.
Im Normalbetrieb ist das IVE geöffnet. Indem es entweder über einen
Druck oder optischen Sensor ein Signal erhält, signalisiert der IVEController dem Ventil innerhalb von Millisekunden zu schließen. Um
diese schnellstmögliche Reaktion zu gewährleisten, ist in einem
Druckluftbehälter die nötige Energie direkt am Quetschventil bevorratet.
Das Schließprinzip des Ventils basiert auf einer elastischen Membrane, die
sich rasch aufbläht und damit die Luftkanäle oder Rohrleitungen verschließt. Das IVE ist so ausgelegt, dass es vom Betriebspersonal vor Ort
zurückgesetzt und regelmäßig auf Funktionalität überprüft werden kann.
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Detektoren SDN
Bedienkonsole (Optional)
Überwachungseinhait DC1
Automatisches Löschmodul
Funkenerkennungs- und Löschsystem (SD&E)
Funkenerkennungs- und Löschsystem-Technologien
werden eingesetzt, um das Risiko von Bränden und
Explosionen, die sich aufgrund von Funken und glimmender Asche, in Transportsystemen mit brennbarem
Staub entzünden können, zu minimieren. Über das
Detektieren von Infrarot-Energie werden Funken und
glimmende Asche zuerst lokalisiert und dem
Messpunkt nachgelagert über eine Wasserspritzdüse
gelöscht. Das System arbeitet vollautomatisch.
Im Bereich von möglichen Zündquellen werden
Detektoren/Infrarotsensoren an den Wänden der
Rohrleitungen eingebaut. Diese überwachen den
Transportprozess ständig auf mögliche Funken oder
glühende Aschepartikel. Die hoch sensibel reagierenden Sensoren verfügen über einen Deckungsbereich
von 120°.
System zur Funkenerkennung und
Löschung an einem Rohr
Sobald ein Alarmsignal von einem oder mehreren
Systemsensoren ausgelöst wird, aktiviert die SD&EÜberwachungseinrichtung sofort den elektromagnetischen Überwachungskreislauf der Ventile für die
Wasserspritzdüsen.
Die Überwachungseinheit zusammen mit den
Systemsensoren und Spritzdüsen sind für den Einsatz
in staubhaltigem Arbeitsumfeld zugelassen und zertifiziert, was die Verkabelung vor Ort minimiert und dem
Betriebspersonal direkten Zugang zum Status der
Betriebseinrichtung ermöglicht. Für den Fall eines
Alarms kann der Anwender direkt erkennen, welcher
Betriebsablauf einem Risiko ausgesetzt ist. Optional ist
eine externe Überwachungseinheit erhältlich, die
mehrere SD&E-Systeme überwachen kann. Die
Kontrolleinheit überwacht die kritischen Bestandteile
des SD&E-Systems und gewährleistet so den zuverlässigen Betrieb.
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Funkenerkennung installiert an einer
Reihe von horizontalen Transportröhren
Typ VSB* Gebäudeentlastung
* US- sowie internationale Patente sind beantragt. Schutz von
Gebäuden und Anlagen mit Hilfe von sehr niedrig eingestellten
Explosionsberstscheiben.
Typ VSB* Gebäudeentlastung
VSB Konstruktion:
1.
2.
3.
4.
5.
lichtdurchlässiges Polycarbonat oder Blechverkleidung
Aluminiumrahmen
Doppelversiegelung vom Rahmen zur Berstscheiben
Mittig angebrachte ‘Berstscheiben’ zur Solldruck-Kontrolle
Dynamische Reißleine, die Berstscheiben nach der Aktivierung
zurückhält
Durch die spezielle Konstruktion der Polycarbonatpaneele ist es
gelungen, bei Aufrechterhaltung guter Dämmeigenschaften (ähnlich Doppelverglasung) eine 70% ige Durchlässigkeit von
Tageslicht zu erzielen. Zusätzlich hat es die 200 fache
Schlagfestigkeit gegenüber einer normalen Einfachverglasung der
Fenster.
Größen der VSB Berstpaneele:
Individuelle Entlüftungsanlagen vom Typ VSB sind lieferbar für
gängige
Gebäudeöffnungen
die
die
erforderliche
Entlüftungsfläche für Verpuffungsableitungen zur Verfügung
haben. Entlüftungseinrichtungen vom Typ VSB sind in Größen
bis zu 56“ x 120“ (1,2m x 3m) und mit einem Solldruck bis 4“
Wassersäule / 0,14 psi (10mBar) erhältlich.
Die Vorteile von VSB Berstpaneelen:
• Niedrigst möglicher Entastungsdruck
• Keine Wartung von Funktionsteilen
• Niedriges Gewicht, einfacher Einbau
• Ausgelegt auf Bruchsicherheit
• Lichtdurchlässige Konstruktion
• Hervorragende Isoliereigenschaften
• Einfacher Austausch
Bitte setzen Sie sich bezüglich Ihrer Einsatzanforderungen mit
BS&B in Verbindung.
BS&B bietet eine komplette Baureihe von
Explosionsentlastungseinrichtungen
einschließlich:
Typ VSP™ und VSS™ - gewölbte, einfache Metall-Berstscheibe
mit integrierten Dichtungen. Die Wölbung ist vakuumbeständig
und Druckschwankungstabil .
Typ VSE™ – flache, einfache Metall-Berstscheibe mit integrierten
Dichtungen. Ausgelegt für überwiegend statische Betriebsdrücke.
Typ EXP™ – flache Berstscheibe mit geschlitzter rostfreier
Edelstahlmembran (316) und FEP/PTFE Versiegelung.Typ
EXP/V™ ist vakuumbeständig
EXP/DV™ – rund gewölbte Berstscheibe in Verbundkonstruktion
mit fest eingebautem Vakuumstütze und Dichtungen.
Typ LCV™ – flache Berstscheibe in Verbundkonstruktion mit fest
eingebauten Dichtungen.
Typ HTV™ – leicht gewölbte Berstscheibe, ausgelegt für hohe
Temperaturen bis 1.000°F (538°C) und höher.
Applikations-Test z.B. VSB
Die Berstscheiben von BS&B sind sowohl in runder
als auch rechteckiger Ausführung erhältlich. Zu
deren Schutz ist für die Montage ein
Sicherheitsrahmen zu verwenden. Optional
erhältlich:
• Rechteckige Größen von 152mm x 229mm bis
1.130mm x 1.727mm.
• Runde Größen von 203mm bis 1.372mm.
• Materialvarianten für Standardauslegungen; steril
Ausführungen; Hochtemperaturen über 149°C
und Dämmung zur Vermeidung von
Kondenswasserbildung/Ansammlung auf den
Berstscheiben.
• Hergestellt gemäß Anforderungen von NFPA 654,
68, 69 und ATEX.
• Explosionsentlastungssensoren zur Alarmierung
für das Herunterfahren des laufenden Betriebs.
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