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Neue Norm für flammenlose Druckentlastungseinrichtungen

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17.04.2012 Seit 2011 gilt mit der EN 16009 in Europa eine neue Norm für Einrichtungen zur flammenlosen Explosionsdruckentlastung. Mit den im Oktober vorgestellten Entlastungsventilen EVN 2.0 hat Hoerbiger den Standard bereits aufgegriffen. Neu ist insbesondere die nun vorgeschriebene Öffnungsdetektion in Ex-geschützter Ausführung.

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Explosionsdruckentlastung in Anlagen, die in geschlossenen Gebäuden eingesetzt werden, bedeutet für Planer und Anlagenbauer zum Teil erheblichen Aufwand: Die bei einem Explosionsereignis auftretenden Flammen und heiße Gase müssen sicher nach außen abgeleitet werden. Dafür sind Gebäudedurchbrüche notwendig, deren Position häufig schon dann festgelegt werden muss, wenn noch offen ist, an welcher Position die Berstscheibe montiert sein wird. Außerdem sind Kanäle zu bauen, durch die Gas und Flammen nach außen abgeleitet werden. Für die Druckentlastung in Räumen wurden deshalb flammenlose Systeme entwickelt, bei denen die durch Explosionen entstehenden Flammen an Strukturen mit großer Oberfläche gelöscht werden.

Bis im vergangenen Jahr gab es keine spezifische Norm für Einrichtungen zur flammenlosen Explosionsdruckentlastung. Die Anwendung und Auslegung von Schutzsystemen zur Druckentlastung von Staubexplosionen war und ist in EN 14491, die von Schutzsystemen zur Druckentlastung von Gasexplosionen in EN 14994, beschrieben. Mit EN 16009 liegt nun eine Norm vor, die sich speziell mit flammenlosen Einrichtungen befasst.

Prüfung nach neuer Norm EN 16009

Beim neuen Entlastungsventil EVN 2.0 von Hoerbiger wurden die darin beschriebenen Kriterien berücksichtigt. „Neu ist, dass Prüfungen mit verschiedenen Materialeigenschaften vorgeschrieben sind.  Es gibt fünf verschiedene Staubgruppen, und jede dieser Gruppen ist getrennt abzuprüfen. Für jede dieser Gruppen müssen die Entlastungsfähigkeiten festgestellt werden“, erläutert Matthias Göpfert, Produktmanager bei Hoerbiger, Besonderheiten der neuen Norm. Außerdem ist nach EN 16009 nun ein Sensor vorgeschrieben, der anzeigt, ob die Druckentlastungseinrichtung angesprochen hat, d.h. geöffnet wurde. Denn im Gegensatz zu Berstscheiben, denen man auf den ersten Blick ansieht, ob sie geöffnet sind, ist dies bei flammenlosen Einrichtungen nicht zu erkennen. „Für uns war es ein wichtiges Entwicklungsziel, hierfür eine kostengünstige Lösung zu erarbeiten“, erklärt Göpfert.

Generell lassen sich die Ventile überall dort einsetzen, wo mit Staub umgegangen wird und eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann. Ein gängiger Anwendungsfall sind zum Beispiel Filteranlagen die mit einem  Absaugzyklon und einer Zellenradschleuse als Austragorgan ausgestattet sind. In vielen Fällen wird das Signal dazu verwendet, einen Alarm abgeben, den Ventilator stillzusetzen und die Zellenradschleuse abzuschalten.

Im Gegensatz zu Quench-Flammenfiltern, die auf Berstscheiben basieren, arbeitet das EVN 2.0 zerstörungsfrei: Im Explosionsfall öffnet die Ventilplatte mit einem großen Öffnungsquerschnitt. Heißgas und Flammen durchströmen einen Flammenabsorber, der den Austritt von Flammen verhindert. Lediglich der Überdruck wird in die Umgebung abgeblasen. Nach der Explosion schließt das federbelastete Ventil und verhindert dadurch die Sauerstoffzufuhr. Da die Ventilplatte vergleichsweise leicht ist, öffnet das Ventil laut Hersteller bereits bei einem sehr geringen Ansprechdruck (0,05 bar). Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zu Quencheinrichtungen besteht darin, dass die Ventile deutlich kompakter sind. „Insbesondere für Anlagenbauer ist das ein wichtiger Aspekt“, erläutert Göpfert im CT-Interview.

Interview mit Matthias Göpfert, Hoerbiger – „Die neue Norm schafft mehr Sicherheit“

CT: Was hat sich durch die neue DIN EN 16009 verändert?

Göpfert: Grundsätzlich gab es in der Vergangenheit keine Norm, die sich mit der flammenlosen Druckentlastung beschäftigt hat. Die neue Norm legt fest, wie Prüfungen durchzuführen sind und wie die Entlastungsfähigkeit zu bestimmen ist. Zum Beispiel müssen Prüfungen mit verschiedenen Materialeigenschaften durchgeführt werden.  Es gibt fünf verschiedene Staubgruppen, und jede dieser Gruppen ist getrennt abzuprüfen. Für jede dieser Gruppen müssen die Entlastungsfähigkeiten festgestellt werden.

CT: Was hat der Anwender davon?

Göpfert: Grundsätzlich führt das zu mehr Sicherheit, weil auch unter der Voraussetzung bestimmter Eigenschaften wie schmelzender Stäube oder faseriger Stäube die Entlastungseigenschaften geprüft werden und dadurch die Sicherheit besteht, dass die Entlastungseinrichtung die notwendige Entlastungsfläche zur Verfügung stellt.

CT: Worauf sollte der Anwender beim Kauf der Entlastungselemente achten?

Göpfert: Es ist verpflichtend, dass jedes Schutzsystem grundsätzlich geprüft sein muss. Dies geschieht durch ein Baumusterprüfverfahren bei einer benannten Stelle und wird per Atex-Zertifikat dokumentiert. Für die Anwender ist aber noch ein weiterer Punkt wichtig zu wissen: Je detaillierter die Informationen sind, die demjenigen, der die Schutzeinrichtung auslegt, zur Verfügung stehen, desto besser kann die Schutzmaßnahme auf den jeweiligen Prozess abgestimmt werden. So sollte man beispielsweise versuchen, die Staubprobe so genau wie möglich zu klassifizieren – ist es zum Beispiel ein faseriges oder ein klebriges Material? Wie sieht die Korngrößverteilung aus? Wir empfehlen immer, für das Material die Explosionskenngrößen zu bestimmen.

CT: Welches sind die wichtigsten Aspekte für den Anlagenbau?

Göpfert: Für den Anlagenbau ist der wesentliche Vorteil, dass die Ventile sehr kompakt sind und diese an der errichteten Anlage montiert werden können und die Anlage mit dem Ventil geliefert werden kann und damit aus explosionstechnischer Sicht fertig ist. Bei der konventionellen Lösung mit einer Berstmembran muss ein Entlastungskanal von der Anlage durch die Gebäudehülle ins Freie gebaut werden. Man kann bei dieser Anordnung im Werk des Herstellers lediglich die Membran montieren, muss den Entlastungskanal dann vor Ort in der Anlage anbringen und außerdem noch Drittfirmen koordinieren und mit der Durchdringung der Gebäudehülle beauftragen. Das ist natürlich eine Fehlerquelle – denn es kommt immer wieder zu Problemen, wenn die Positionen für die Gebäudedurchdringung dann nicht stimmen. Dagegen ist das Entlastungsventil eine Plug & Play-Lösung, die man beim Hersteller einbauen kann und dann fertig ist. Viele unserer Kunden schätzen, dass das Ventil robust ist und auch mechanischen Belastungen standhält.

Heftausgabe: April 2012

Über den Autor

Armin Scheuermann, Redaktion
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