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Verfahrenstechnik 12/2016

Verfahrenstechnik 12/2016

BETRIEBSTECHNIK Einfach

BETRIEBSTECHNIK Einfach sicher Explosionsunterdrückung und -entkopplung in der Kunststoffherstellung Rudi Post Das reibungslose Zusammenspiel verschiedener Sicherheitssysteme verhindert Explosionen und damit verheerende Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Mittel- und langfristig wird die Investition in den Anlagenschutz zum Wettbewerbsvorteil. Autor: Rudi Post, Geschäftsführer, IEP Technologies GmbH, Ratingen Die chemische Industrie verfügt nicht nur über eine breite Palette von Produkten und Dienstleistungen, sondern zugleich über die wohl komplexesten Anforderungen im Anlagenschutz. Die Verbindung von Innovation und Nachhaltigkeit ist gerade für die Sicherheit von Menschen und Equipment entscheidend. Kunststoffproduzenten blicken dabei auf ein umfangreiches Portfolio von Basiskunststoffen, wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, synthetischer Kautschuk sowie Basischemikalien. So umfassend wie die Produktpalette sein kann, sind auch die Anwendungsgebiete dieser Grundstoffe. Sie finden unter anderem Verwendung in der Verpackungsindustrie, bei der Verarbeitung von Wohnraumtextilien, in der Kommunikationstechnik, der Automobilindustrie, bei der Herstellung von Hygieneartikeln und bei Sport- und Freizeitartikeln. Bei der Produktion von chemischen Stoffen, wie beispielsweise Polymerpulver, entwickeln sich grundsätzlich Staub-Luft-Gemische oder Gase und Dämpfe. Deshalb kann die Gefahr einer möglichen Explosion während des Herstellungsverfahrens niemals völlig ausgeschlossen werden. Um Mitarbeiter, das Unternehmen sowie die Umwelt vor einer Explosion zu schützen, ist eine Optimierung und Verbesserung der Anlagensicherheit notwendig. Kommt es dennoch zu einer Explosion, gilt es, diese auf die eigene Anlage zu begrenzen und zu beherrschen, um mögliche Auswirkungen auf Umwelt und Umgebung auszuschließen. Durch konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen lässt sich die Explosionsgefahr im Betrieb und damit die Auswirkungen auf Menschen und Anlagen auf ein Minimum beschränken. Rasche Abkühlung des Feuerballs Als zuverlässige Schutzmaßnahme haben sich die Explosionsunterdrückung nach den gültigen Richtlinien VDI 2263 Blatt 4 und 44 VERFAHRENSTECHNIK 12/2016

01 Innerhalb von Millisekunden können der Löschmittelbehälter aktiviert werden und das ausströmende Löschmittel eine Explosion verhindern EN 14373 sowie eine explosionstechnische Entkopplung inklusive Löschmittelsperren bewährt. Die Explosionsunterdrückungsanlage verhindert den Aufbau eines unzulässig hohen Drucks bei einer sich entwickelnden Explosion innerhalb des Apparates. Bereits in der Anfangsphase der Explosion wird der Wirkungsbereich der Explosionsflamme eingeengt und der maximale Produktionsdruck auf unter 0,4 bar reduziert. Explosionsdrucksensoren, wie SmartDS, erkennen innerhalb von Millisekunden, wenn sich der Feuerball im Inneren des Sprühtrockners vergrößert und der Druck steigt. Das Detektionssystem besteht aus einem intelligenten dynamischen Drucksensor mit zwei Messzellen und kann die unterschiedlichen Messwerte miteinander vergleichen. Eine Melde- und Steuerzentrale registriert, überprüft und wertet diese aus. Bei abweichenden Soll-Werten werden innerhalb von Millisekunden HRD-(High Rate Discharge)- Löschmittelbehälter aktiviert und das auf Basis von Natriumcarbonat bestehende Löschmittel strömt durch dafür vorgesehene Ventile aus. Durch das schlagartige Einströmen des Löschpulvers wird der Feuerball rasch abgekühlt, sodass die Explosion unterdrückt und somit abgebrochen wird. Der Vorgang dauert weniger als 100 ms. Bei der Explosionsunterdrückung werden die Apparate und Rohrleitungen nicht für den maximalen, sondern für den reduzierten Explosionsdruck ausgelegt. Die Schutzmaßnahme eignet sich für den Ein- satz bei Stäuben und Gasen, die einen Explosionsdruck pmax < 10 bar sowie einen KSt-Wert von < 500 bar m/s aufweisen. Bei der Kalkulation der notwendigen Löschmittelbehälter müssen sowohl individuelle Faktoren wie der KSt-Wert als auch das Schutzvolumen beachtet werden. Ein entscheidender Vorteil der Unterdrückung: weder Flammen, Druck noch das Produkt selbst treten nach außen. So gelangen keine gefährdenden Schadstoffe in die Umwelt. Zudem ist das Nachrüsten einer Explosionsunterdrückung bei bereits bestehenden Anlagen eine effiziente Lösung gegenüber aufwändigeren konstruktiven Explosionsschutzmaßnahmen. Die Zukunft im Blick Die Sicherheit von Mensch und Equipment hat stets höchste Priorität. Deshalb ist beim umfassenden Anlagenschutz die Kombination verschiedener Explosionsschutzlösungen sinnvoll. Einzelmaßnahmen führen nur in seltenen Fällen zum gewünschten Schutzlevel. Neben einer Explosionsunterdrückung wird häufig eine Explosionsentkopplung implementiert. Im Ernstfall erkennen Detektoren die Flammenfront, und das Löschmittel wird in die Leitung eingebracht. Das Risiko einer Ausbreitung der Explosion auf vorgeschaltete und angeschlossene Anlagenteile und Behälter wird reduziert. Löschmittelsperren haben nur geringen Einfluss auf den Explosionsdruck, sodass die angrenzenden Apparaturen auf einen reduzierten Explosionsdruck ausgelegt werden müssen. Das Zusammenspiel verschiedener Sicherheitssysteme gewährleistet nicht nur eine sichere Produktion, sondern schafft einen deutlichen Wettbewerbsvorteil. Nur mit ausfallsicheren Anlagen kann langfristig Gewinn erzielt werden. Aus diesem Grund darf der Fokus bei betrieblichen Ein ganzheitlich betrachteter Explosionsschutz ist für die Kunststoffindustrie unabdingbar Planungsprozessen nicht nur auf der Gegenwart liegen, sondern muss zukünftige Entwicklungen und Unternehmensziele der Anlagenbetreiber bei Effizienz und Wirtschaftlichkeit berücksichtigen. So wird die Investition in den Anlagenschutz langfristig zum Wettbewerbsvorteil. Sicherheitskonzepte müssen deshalb frühzeitig in der Anlagenplanung erarbeitet werden. Das gewährleistet ein Höchstmaß an Sicherheit für Mensch und Anlage durch die Erfüllung vorgegebener Richtlinien und länderspezifischen Anforderungen. www.ieptechnologies.com/de Halle 5 D 40 29.11. bis 1.12.2016 takes you to EXTREMES »HARTMETALL- LÖSUNGEN FÜR EXTREMBEREICHE » THERMISCHE SPRITZ- BESCHICHTUNGEN » durit.de

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