Bewertung von Explosionsrisiken bei Schlauchfiltern

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Die Absaugsysteme stellen eine der wichtigsten bestehenden Anlagen in den Industrien dar, die mit Staubpartikeln umgehen. Sie kontrollieren die Staubemissionen und reduzieren so die Umweltverschmutzung.

Schlauchfilter sind die Hauptkomponente einer Entstaubungsanlage und Feststoff-Gas-Trennsystemen und stellen eines der Hauptexplosionsrisiken in Industrien dar, in denen mit brennbaren Stäuben umgegangen wird.

Die Durchführung einer korrekten Risikobewertung in den Absaugsystemen und speziell in den Schlauchfiltern sollte eines der Hauptziele sein, um eine wirksame Strategie gegen die Explosionsgefahr in unseren Anlagen zu entwickeln.

Um eine korrekte Einschätzung des Explosionsrisikos durchzuführen, können wir einige der internationalen Standards als Unterstützung verwenden, unter denen wir die folgenden hervorheben können:

  • VDI-Richtlinie VDI-2263, Blatt 6:
    Staubbrände und Staubexplosionen
    Gefahren-Beurteilung-Schutzmassnahmen
    Brand-und Explosionsschutz an Entstaubungsanlagen, 2017.
  • Der Leitfaden zur Richtlinie 2014/34/EU, im Abschnitt „Anwendung der Richtlinie 2014/34/EU auf spezielle Geräte“ genauer im Punkt „§ 243 Filteranlagen und belüftete Silobehälter“.
  • Amerikanische Standarte:
    NFPA 61: Standard for the Prevention of Fires and Dust Explosions in Agricultural and Food Processing Facilities,
    NFPA 654: Standard for the Prevention of Fires and Dust Explosions from the manufacturing, processing and handling of combustible particulate solids.

Abb. 1. Explosion der Filteranlage

Beurteilung der Explosionsrisiken:

Eine korrekte Explosionsrisikobeurteilung muss mindestens die folgenden Punkte umfassen:

  • Klassifizierung von explosionsgefährdeten Bereichen.
  • Ermittlung von wirksamer Zündquellen.
  • Wahrscheinlichkeit einer Explosion.
  • Auswirkungen einer Explosion in Geräten und Anlagen.

Einstufung von explosionsgefährdeten Bereichen in Staubabscheidern (Schlauchfiltern)

Anmerkungen:

  1. Aufgrund von Reinigungszyklen oder der Möglichkeit der Ansammlung von Staubschichten im Filter (einschließlich Staubschichten auf den Taschen).
    UEG: Mindestexplosionskonzentration (g / m3). Beispiele: Zucker (30 g / m3); Stärke (60 g / m3); Holz (30 g / m3). Daten aus der GESTIS-DUST EX-Datenbank: https://staubex.ifa.dguv.de/explosuche.aspx?lang=e
  2. Als automatisches Reinigungssystem gilt jedes System, das mit Druckluft, entweder mit einer Zeitschaltuhr oder mit einem Differenzdrucksystem, oder jene durch Vibration, mechanisch oder externe Aktivierungstaste ausgeführt wird. Die manuelle Reinigung umfasst das Anhalten und Öffnen des Geräts sowie das Zerlegen und Reinigen der Filtermedien.

Wirksame Zündquellen:

  1. Mechanische Funken von anderen Geräten, wenn der Schlauchfilter störanfällige mechanische Geräte ansaugt (Mühlen, Aufzüge, Förderbänder usw.).
  2. Heiße Oberflächen aufgrund von Reibung in mechanischen Filteraustragsgeräten (Drehschieber, Förderschnecke) oder in Holzbehandlungsanlagen (Sägen, Trockner usw.).
  3. Elektrische Geräte, aufgrund:
    • Geräte ohne den richtigen Schutz oder beschädigt.
    • Falsche Erdung oder fehlende elektrische Kontinuität.
  4. Elektrostatische Entladungen aufgrund der Ansammlung statischer Energie wegen Reibung des angesaugten Produkts mit den inneren Elementen des Filters und des Fehlens von Äquipotentialkontinuität.
  5. Zündquellen, die von miteinander verbundenen Geräten eingebracht werden, z. B. heiße Partikel, Brände oder Explosionen in anderen Geräten.
  6. Externe Zündquellen durch Wartung, Schweißen, Schneiden (Heißarbeiten), Rauchen in der Anlage. Solche Zündquellen werden durch organisatorische Maßnahmen verhindert.
  7. Zündquellen des Transportgutes, z.B. durch Selbstentzündung von Staubansammlungen im Filter.

Abb. 2: Häufige Zündquellen (Quelle: INRS und donaldson.com)

 

Empfohlene Präventions- und Schutzmaßnahmen

Unter Berücksichtigung des praktisch ständig Vorhandenseins explosionsfähiger Atmosphäre und der Vielzahl der wirksamen Zündquellen ist die Wahrscheinlichkeit einer Explosion in einem Schlauchfilter hoch und deren Folgen für Anlagen und Menschen katastrophal.

Abb. 3: Schema zur Bewertung der Art der erforderlichen Maßnahmen

Präventionsmaßnahmen

  • Vermeidung explosionsfähiger Atmosphären:
    • Reinigungszyklen reduzieren.
    • Periodische Reinigung.
  • Vermeidung von Zündquellen:
    • Installation einer Funkenerkennungs- und -löschanlage in der Saugleitung, um das Eindringen von Funken oder heißen Partikeln von anderen Geräten zu verhindern.
    • Installation eines Brandmeldesystems mit CO-, Infrarot- oder Temperaturerkennung.
    • Korrekte Erdung und elektrische Kontinuität der Stützen der Taschen, Taschen aus antistatischem Material.

Abb. 4: Schema zur Bewertung der Art der erforderlichen Maßnahmen

 

Schutzmaßnahmen

  • Explosionsentlastungsscheibe zertifiziert nach der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU, mit einem Entlüftungsbereich nach anerkannter Norm (EN 14491:2012 „Schutzsysteme zur Druckentlastung von Staubexplosionen“ oder NFPA 68: „Standard on Explosion Protection by Deflagration Venting“).
  • Flammenlose Druckentlastung, wenn sich das Gerät innerhalb der Einrichtungen befindet.
  • Explosionsunterdrückung (System zertifiziert nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU).
  • Explosionsisolierung:
    • Mechanische Absperrung durch ein in die Staubabsaugleitung eingebautes Rückschlagklappe (zertifiziert als Schutzsystem nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU oder von einer autorisierten Stelle nach NFPA 69-Norm zugelassen).
  • Chemisches Isolationssystem (chemische Barrieren), installiert in der Staubsaugleitung.
    • Zertifizierte Zellenradschleusen als Absperrsystem (nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU oder NFPA 69) im Produktauslass eingebaut.

Abb. 5: Baghouse-Schutzsysteme

 

Hinweis: Die Implementierung von Schutzsystemen in Taschenfiltern muss den Angaben einer anerkannten Norm oder einem Leitfaden folgen (z.B. EN 14491 oder NFPA 68).

 

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