Explosionen sicher im Griff

Jürgen Kaufmann

Seit vielen Jahren werden Explosionsunterdrückungssysteme mit Halon 1011 als Löschmittel eingesetzt. Halon gilt jedoch als ozonschädigender Stoff, was zur Folge hat, dass dieser Stoff gemäß dem Protokoll von Montreal im Jahre 1987 verboten wurde und zwar mit einer Übergangsfrist bis Ende 2002. Als Folge daraus dürfen Systeme, die Halon 1011 als Löschmittel einsetzen, nach dem Jahre 2002 nicht mehr mit dieser Chemikalie in Stand gesetzt und vorhandene Systeme müssen spätestens bis Ende 2003 außer Betrieb genommen und umweltgerecht entsorgt werden.

Fike hat sich dieser Problematik angenommen und bietet maßgeschneiderte Umrüstlösungen mit Hilfe trockener Systeme an. Um Stillstandszeiten während der Systemumrüstung zu minimieren, erarbeiten die Techniker in enger Zusammenarbeit mit dem Anwender einen detaillierten Zeitplan. Zum Einbau des neuen Systems können die vorhandenen Flansche mittels Adapterscheiben und spezieller Ausströmdüsen weiter benutzt werden, so dass es keine zusätzlichen Schneid- und Schweißarbeiten an der Anlage gibt und die Einbaukosten auf ein Minimum reduziert werden.

Die HRD-Löschmittelbehälter (High Rate Discharge), die mit entsprechendem trockenen Löschmittel auf Natriumbikarbonat-Basis befüllt sind, sind unter Stickstoff bei 62 bar vorgespannt. Den Abschluss des Löschmittelbehälters bildet eine gekerbte 4”-Berstscheibe, die bei einer Auslösung durch den elektrischen Initiator gezielt öffnet und das Löschmittel innerhalb von Millisekunden durch die Ausströmdüse verteilt. Durch die im Gegensatz zu anderen Konstruktionen bogenförmige Gestaltung des Löschmittelbehälters ergeben sich sehr günstige k-Werte, die die Effektivität der Unterdrückung kennzeichnen und in Verbindung mit der Berechnungsformel aus der VDI-Richtlinie 2263 Blatt 4 die Anzahl der erforderlichen Löschmittelbehälter bei gegebenem Volumen und Staubexplosionsklasse ermöglichen.

Ein Explosionsunterdrückungssystem besteht immer aus einem oder mehreren Löschmittelbehältern sowie Explosionsdruckdetektoren und einer Systemsteuerung. Bei den Druckdetektoren unterscheidet man je nach Anwendung statische mit einem festen Ansprechdruck und dynamische, die die Druckanstiegsgeschwindigkeit auswerten und damit prozessbedingte Druckschwankungen von einem Druckanstieg aufgrund einer Explosion unterscheiden können. Je früher eine beginnende Explosion detektiert wird, umso wirksamer kann sie unterdrückt werden und umso niedriger ist der resultierende reduzierte Explosionsdruck in der Anlage.

Zusätzlich zur eigentlichen Explosionsunterdrückung des zu schützenden Volumens (z. B. ein Staubfilter oder ein Trockner) ist in den meisten Fällen die Entkopplung der Rohgasleitung bzw. Produktförderleitung erforderlich, um die Übertragung einer Explosion vom geschützten Volumen in andere Anlagenteile wirksam auch dann zu verhindern, wenn der mögliche Zündort einer Explosion beispielsweise nahe am Eintritt der jeweiligen Rohrleitung liegt. Zum Einsatz kommen hier Löschmittelsperren oder Schnellschlussschieber. Ein spezieller SRD-Behälter (Slow Rate Discharge) strömt langsamer, aber dafür über einen längeren Zeitraum aus. Er löscht nur die Flammen, stoppt jedoch nicht den reduzierten Explosionsdruck. Der Druck ließe sich auch mit einem Entlastungsschlot, der auf der Oberseite mit einer Berstscheibe abschließt, abbauen, stellt jedoch keinen absoluten Schutz gegenüber durchschlagenden Flammen dar. Im Gegensatz dazu sperrt ein Schnellschlussschieber die Rohrleitung komplett ab, ist also eine mechanische Barriere, die Druck und Flammen wirksam auf den Entstehungsort beschränkt. Das jeweilige Schutzkonzept muss je nach Anwendungsfall individuell bestimmt werden. Durch die Umrüstung eines bestehenden Halon-Systems verringern sich auch die Servicekosten: aktuelle Initiatoren haben eine Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren, während ältere Halon-Initiatoren normalerweise jedes Jahr erneuert werden müssen.

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