Explosionen effektiv verhindern

Dr. Klaus-Dieter Fritsch

Neben dem Einschleppen von Zündquellen, das je nach Brennstoffeigenschaften und vorgeschalteten Operationen beurteilt werden muss, steht die Gefahr einer Entzündung durch elektrostatische Aufladung im Vordergrund. Die Elektrostatische Aufladung lässt sich durch verschiedene Maßnahmen reduzieren. So ist auf die Erdung aller leitfähigen Apparateteile, insbesondere auf die Erdung aller leitfähigen Teile, die möglicherweise durch Verwendung eines Filtertuches aus isolierendem Material von Erde isoliert sein können, zu achten. Dies ist besonders nach Reparatur- und Wartungsarbeiten zu kontrollieren. Bei einer Mindestzündenergie von3 mJ oder weniger oder beim Vorhandensein brennbarer Gase oder Dämpfe in der zu reinigenden Luft müssen – außer bei Anwendung der Schutzmaßnahme Inertisierung – elektrisch leitfähige Filtermaterialien eingesetzt werden. Hierbei ist die durchgehende Leitfähigkeit und eine sichere Erdung zu prüfen. Mehrmaliges Waschen kann die durchgehende Leitfähigkeit der Filtermaterialien beeinträchtigen und erfordert deshalb erneute Überprüfung.

Darüber hinaus dürfen alle Innenwände, auf die Staub mit hoher Geschwindigkeit auftrifft, keine isolierende Innenbeschichtung mit hoher elektrostatischer Durchschlagsfestigkeit aufweisen – Durchschlagsspannung kleiner 4kV.

Bei Stäuben mit einer Mindestzündenergie von weniger als 10mJ oder hybriden Gemischen müssen über das Vermeiden von wirksamen Zündquellen hinausgehende konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen getroffen werden.

Da die Gehäuse von Filtern einerseits oft von der kubischen Form abweichen, und andererseits nicht leer, sondern durch Filtereinbauten wie beispielsweise Schlauch- oder Taschenfiltern unterteilt sind, ist bei der Dimensionierung von konstruktiven Schutzmaßnahmen der Einfluss zu berücksichtigen, den die Einbauten auf den Explosionsverlauf und damit auf die Wirksamkeit der angewendeten Schutzmaßnahme nehmen.

Die Abbildung zeigt die klassische Anwendung der Schutzmaßnahme Explosionsunterdrückung in Kombination mit den entsprechenden Entkopplungsmaßnahmen an einem typengeprüften Schlauchfilter auf Stützkörben. Zur Auslösung des Unterdrückungssystems dient hier ein dynamischer Explosionsmultisensor(1), der im Schlauchfilter angeordnet ist. Die Auslegung und Dimensionierung der erforderlichen Löschpulvermenge bzw. HRD-Löscher (2) wurde so berechnet, dass für den vorgegebenen zu verarbeitenden Staub im Falle einer Explosion der zu erwartende maximale Explosionsüberdruck den Wert der Behälterfestigkeit nicht überschreitet. Die Behälterfestigkeit liegt in der Regel zwischen 0,25bis1bar Überdruck.

In der Produktleitung ist eine sensorgesteuerte Löschmittelsperre(3) angeordnet, um eine Flammenübertragung in den vorgeschalteten Anlageteil zu verhindern. Zwischen dem Einbauort des Multisensors(1) und der Löschmittelsperre(3) besteht ein Mindestabstand, der im Wesentlichen vom Rohrquerschnitt, der Explosionsgeschwindigkeit, der Detektionszeit, der Steuerverzögerung, der Löschmittelaufbauzeit und vom maximalen reduzierten Explosionsdruck im Filter abhängig ist. Der Mindestabstand muss für die höchste zu erwartende Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit festgelegt werden.

Da herkömmliche Ventilatoren (4) als Zündquelle nicht auszuschließen sind, wird eine mögliche Staubablagerung, z. B. durch Filterbruch, in der Leitung und im Ventilatorgehäuse durch ein Staubkontrollgerät(5) überwacht. Zum Schutz des Austragsbereiches dient eine am Filterkonus angeordnete Zellenradschleuse(6), die natürlich unter Explosionsbedingungen geprüft ist.

Im Falle eines Ansprechen des Explosionsmultisensors (1) im Schlauchfilter aktiviert die CIE (Control and Indicating Equipment) das Unterdrückungssystem(2) und die Löschmittelsperre(3). Gleichzeitig wird ebenfalls dem Prozessleitsystem ein Signal für den Notaus der gesamten Anlage – einschließlich Zellenrad(6) – gesandt. Wenn das Staubkontrollgerät(4) anzeigt, wird über das CIE dem Prozessleitsystem unmittelbar ein Signal für eine Warnung gesandt.

E cav 269