Ein Plus an Sicherheit

Autor Norbert Wangrin Vertriebsleiter Deutschland für Gaswarnanlagen, Dräger

Eine Gaswarnanlage besteht aus einer Vielzahl von Transmittern für verschiedene Sensoren, die z. B. in einer Produktionsanlage an sensiblen Stellen montiert sind. Die Transmitter sind mit einer Gaswarnzentrale verbunden, die die Transmitter elektrisch versorgt und die Signale der Transmitter aufnimmt. Diese Signale können einzeln oder als Gesamtübersicht angezeigt und je nach Anwenderwunsch in einer individuellen Alarmmatrix verarbeitet werden.

Häufig ergänzen Rauchmelder diese Gaswarnanlagen, um im Falle eines Feuers rechtzeitig zu alarmieren. In Außenbereichen funktioniert dies aber nicht. Aufgrund ihrer Funktionsweise reichen Rauchmelder hier nicht aus. Es stellt sich also die Frage, wie man in diesen Bereichen zu einem umfangreichen Gefahrenabwehrmanagement kommt. Eine sinnvolle Ergänzung können Flammendetektoren sein, die sich in Gaswarnanlagen integrieren lassen.

Der ZVEI meldete 2013 auf einer Pressekonferenz, dass Brandmeldesysteme mit Abstand der größte Teilmarkt der Sicherheitstechnik sind. Hier gab es 2012 einen Zuwachs von 8,6 % auf gut 1,3 Mrd. Euro. Flammenmelder sind eine Nische innerhalb des großen Marktes der Brandmeldesysteme mit einer geschätzten Größenordnung eines zweistelligen Millionenbetrages. Mit der Energiewende in Deutschland wird der Bedarf aber schnell wachsen, denn neue Anwendungen wie Power to Gas – überschüssiger Strom aus der Windkraft wird über Wasserelektrolyse in Wasserstoff verwandelt – eignen sich hervorragend für schnelle Wasserstoffflammenmelder. Flammenmelder sind also unter Experten schon länger bekannt, aber es gab bisher noch einige Einschränkungen bezüglich der Reichweite und der Falschdetektion durch andere Lichtquellen. Die neuen Gerätegenerationen lösen ihre Aufgabe dank weiterentwickelter Technik deutlich zuverlässiger.

So vielfältig die Gase in verschiedenen Anwendungen sind, so unterschiedlich können auch die Flammen in Abhängigkeit von dem Brandmaterial sein. Entsprechend verschieden sind auch die flammenspezifischen optischen Emissionskurven. Daher reicht für die diversen Anwendungen ein einzelner Flammenmelder in der Regel nicht aus. Dräger hat daher in diesem Jahr insgesamt 56 verschiedene Typen von Flammenmeldern der Firma Spectrex in das Verkaufsprogramm aufgenommen, die sich durch die Detektion verschiedener optischer Wellenlängen, die Gehäuseformen (Innen- und Außenanwendungen) und ihre Zulassungen unterscheiden.

Flammenmelder dienen der Meldung von Brandausbrüchen ohne nennenswerte Rauchentwicklung. Sie erkennen Flammen über optische Detektoren in einem kegelförmigen Bereich aufgrund flammenspezifischer optischer Emissionen, insbesondere im UV- und Infrarotbereich des Lichtes. Infrarotflammenmelder können zusätzlich das Flackern der Flammen auswerten. Flammen flackern, bedingt durch die unregelmäßige Sauerstoffzufuhr, mit charakteristischen Frequenzen von ca. 1 bis 20 Hz. In den Flammenmeldern befinden sich ein oder mehrere Detektoren, die auf eine bestimmte Wellenlänge empfindlich sind. Die Wellenlänge wird dabei so ausgewählt, dass andere Quellen, wie z. B. das Sonnenlicht, nicht detektiert werden. Der Mehrkanal-IR-Flammenmelder 40/40 M wurde beispielsweise zur Detektion der Flammen von kohlenwasserstoff- und wasserstoffhaltigen Stoffen entwickelt. Der Melder hat große Reichweiten bei hohem Schutz vor Fehlauslösungen. So detektiert der 40/40 M einen Benzintestbrand in 65 m Entfernung bzw. eine entsprechende Wasserstoffflamme in 30 m Entfernung innerhalb von nur fünf Sekunden. Ein Multi-IR-Flammenmelder in ca. 12 m Höhe montiert, überwacht mit der Reichweite 60 m (Benzin) rund 1700 m2.

Die Flammenmelder können nun an die Dräger-Gaswarnzentralen direkt oder indirekt (VDS-Anforderungen beachten) angeschlossen werden, sodass ein umfangreiches Ge- fahrenabwehrmanagementsystem entsteht. Wenn gewünscht, kann der Anwender über eine gesicherte Internetverbindung jederzeit eine Gesamtsicht des Status der Sensoren (Gaskonzentration, Alarme) in der Anlage auf seinem Smartphone betrachten.

Der Einsatz von Flammendetektoren ist in allen Bereichen wichtig, bei denen sich vorhandene Energieträger in Anwesenheit von ausreichend Sauerstoff unkontrolliert entzünden kann (z. B. an heißen Oberflächen, durch chemische Reaktionen usw.). Aber auch alle Metalle können brennen. Nur die Edelmetalle Platin, Gold und Silber brennen nicht. Diese Brandgefahren sind weitgehend unbekannt und damit natürlich auch die möglichen Detektions- und Löschmöglichkeiten.

Leichtmetalle, aber auch Eisen und Blei, brennen und entwickeln dabei sehr hohe Temperaturen. Allgemein gilt: Je größer die Metalloberfläche und je höher die Umgebungstemperatur, desto leichter entzündet sich das Metall, etwa bei der Reaktion mit Wasser. Klassische Einsatzfelder von Flammenmeldern sind also beispielsweise On- oder Offshore-Öl- und Gasinstallationen, chemische oder petrochemische Betriebe, Tanklager, Flugzeughangars oder Kraftwerke.

Die Vielzahl der Geräte und Einsatzszenarien zeigt die Komplexität des Themas auf. Dazu gehören auch Beratung und Service. Dräger unterstützt seine Anwender in Deutschland durch fünf eigene Niederlassungen. Außerdem unterstützt ein zentrales Planungsbüro in Lübeck die Projektierung. Erste Anwendungen sind bereits erfolgreich in Betrieb. Dazu zählen beispielsweise die Überwachung einer Verladestation für brennbare Flüssigkeiten und Gase, eines Motorenprüfstandes in der Forschung, die Solarfertigung von Ammoniak und Silan sowie die Überwachung von Rohrleitungen mit Kohlenwasserstoff und Wasserstoff in der chemischen Industrie

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