Explosionsgefährdungen in verfahrenstechnischen Anlagen in der Chemie- und Pharmaindustrie gehen bei Arbeitsprozessen wie Filtrieren, Sieben, Rühren und Trennen von unterschiedlichen Faktoren aus: von der Art der eingesetzten Stoffe und Medien, wie etwa Lösemitteln oder brennbaren Gefahrstoffen, von Handling und Verarbeitung sowie von verfahrenstechnischen Prozessen. Maßgeblich für die Gefährdungsbeurteilung sind die sicherheitstechnischen Kenndaten der eingesetzten Stoffe. Um ein hohes Sicherheitsniveau in den ex-gefährdeten Bereichen zu erreichen, sind Anlagenbetreiber verpflichtet, die Vorgaben der entsprechenden Gesetze, Verordnungen und Regelwerke umzusetzen. Dazu gehört die Erhaltung des ordnungsgemäßen Betriebszustands ebenso wie die regelmäßige Wartung inklusive der erforderlichen Prüfung von Sicherheitseinrichtungen durch qualifiziertes Fachpersonal.
Mehr Sicherheit im Ex-Bereich
Das TÜV-geprüfte Inertisierungskonzept Centripurge nach SIL 3 erleichtert die Einhaltung der geltenden Sicherheitsvorschriften für den Betreiber und erfüllt die Anforderungen der TRGS 725. Bei der Auslegung wurde die höchste Anforderung berücksichtigt, bei der im nicht inertisierten Fall das permanente Vorhandensein einer explosionsfähigen Atmosphäre (Zone 0) sowie einer ständig vorhandenen Zündquelle angenommen wird. Daraus ergibt sich eine Überwachungseinrichtung nach SIL 3 mit einer Hardwarefehlertoleranz von 2 (HFT2). Damit garantiert Centripurge den sicheren Betrieb der Anlagen in ex-geschützten Bereichen nach den aktuellen rechtlichen Anforderungen. Eigene Validierungsmaßnahmen seitens der Betreiber sind nicht erforderlich. Diese Standardisierung spart Zeit und senkt Kosten. Centripurge ist modular aufgebaut und kann an individuelle Anforderungen angepasst werden, etwa für den Fall eines reduzierten Überwachungsaufwands bei Zone 1 oder 2 im Prozessraum. Damit wird sowohl die SIL-Anforderung als auch die Hardwarefehlertoleranz gemäß der Zonenvorgabe reduziert. Mit Erfahrung und Know-how unterstützt Heinkel seine Kunden auch bei Inertisierungs-Updates von Fremdfabrikaten. Bestehende Anlagen und veraltete Systeme werden mit Centripurge nachgerüstet und auf den neuesten Stand gebracht. Zudem bietet der Hersteller Unterstützung bei der gesetzlich vorgeschriebenen jährlichen Überprüfung der Inertisierungseinrichtungen und gewährleistet somit die kontinuierliche Einhaltung geltender Normen und Richtlinien.
Durchfluss-Inertisierung
Die Inertisierung von Anlagen und Anlagenteilen zielt darauf ab, den Luftsauerstoff innerhalb der Behälter durch die Zugabe inerter Gase soweit zu verdrängen, dass die Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre vermieden wird. Die Inertisierungsmaßnahmen müssen zuverlässig überwacht werden. Geeignete MSR-Einrichtungen im Rahmen von Explosionsschutzmaßnahmen senken die Wahrscheinlichkeit der Entstehung einer Ex-Atmosphäre und reduzieren die Gefährdungen durch explosionsfähige Gemische und Zündquellen. Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit solcher MSR-Einrichtungen regelt die TRGS 725, die zuletzt 2016 verschärft wurde. Mit jahrzehntelanger Erfahrung und dem Prozess-Know-how aus zahlreichen Kundenprojekten ist es Heinkel gelungen, ein Inertisierungskonzept für Zentrifugen zu realisieren, das die Einhaltung der strengen Normen und Richtlinien erfüllt und dem Betreiber damit ein hohes Maß an Flexibilität für installationsspezifische Anforderungen bietet. Das Centripurge-Konzept basiert auf dem Prinzip der Durchfluss-Inertisierung und hat für sein Höchstmaß an Risikoreduzierung im Ex-Bereich die positive SIL-3-Prüfbestätigung erhalten. Während die Stülpfilterzentrifuge zur Vermeidung von Kondensation einen permanenten Inertgasfluss aufweist, wird bei anderen Zentrifugentypen nur bei Unterschreiten eines vorgegebenen Druckes Inertgas zugeführt, um den Mindestdruck im Prozessraum sicherzustellen. Daraus ergibt sich für Anlagenbetreiber eine Sicherheit, die im Bereich Inertisierung bis dato kaum erreicht wurde.
Das Sicherheitsintegritätslevel, kurz SIL, dient der Quantifizierung der Risikoreduzierung auf dem Gebiet der funktionalen Sicherheit. Das SIL wird zur Beurteilung von Sicherheitssystemen in der Automatisierungstechnik herangezogen und gibt Auskunft über die Zuverlässigkeit der Sicherheitsfunktionen. Die Gefährdungsbeurteilung jeder Sicherheitsfunktion erfolgt anhand der jeweils geltenden relevanten Normen. Für die Festlegung des SIL wird das Ausfallverhalten der entsprechenden Baugruppen analysiert und auf Redundanzen, Kontinuität und Fehler hin untersucht.
Bei der Realisierung des TÜV-geprüften Inertisierungskonzepts wurde in einer ersten Diagnosephase die Dichtigkeit des Prozessraumes und der Verbindungsleitung geprüft. Dafür wurde das System mit Inertgas beaufschlagt. Dabei wird sowohl die Zufuhr des Inertgases als auch das Erreichen des Prüfdrucks redundant überwacht. Im zweiten Schritt erfolgte die Erstinertisierung, das heißt die Verdrängung des Sauerstoffs in allen Bereichen der Zentrifuge. Dies erfolgt zeitgesteuert, wobei der Fluss des Inertgases redundant überwacht wird. Die letzte Phase der Inertisierung diente der Sicherstellung der permanenten Zufuhr von Inertgas zum Ausgleich von Leckageströmungen. Wie bei der Diagnosephase wird sowohl die Zufuhr des Inertgases als auch der Mindestdruck permanent redundant überwacht. Das Schutzkonzept wird mittels einer sicherheitsgerichteten Steuerung realisiert. Heinkel optimierte sein Inertisierungskonzept kontinuierlich in Bezug auf die Hardwarekomponenten, die Steuerungssoftware TIA/S7 sowie die erforderliche Dokumentation. Schließlich bescheinigte das Prüfinstitut die Erfüllung der geltenden Anforderungen in allen Bereichen.
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Halle 5.0, Stand B8
Einsatzmöglichkeiten für das Centripurge-InertisierungssystemBild: Heinkel
Autor: Tobias Hänle
Leiter After Sales Automation,
Heinkel Process Technology
