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. 2 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. 3 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. 4 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. 5 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. 6 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. 7
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