Explosionsrisikobewertung in Staubsammlern (Filterfiltern)

Staubsammler sind einer der kritischen Bereiche für Explosionsgefahren in Anlagen, die brennbare Staube verarbeiten

Vakuumsysteme sind eine der wichtigsten bestehenden Anlagen in Industrien, die pulverhaltige Stoffe verarbeiten und hauptsächlich darauf abzielen, Umweltstaubemissionen zu kontrollieren und so deren Verschmutzung zu reduzieren. Beutelfilter sind die Hauptkomponente eines Staubabsaugsystems und in Festgastrennsystemen und stellen eine der Hauptexplosionsgefahren in Industrien dar, in denen brennbarer Staub behandelt wird.

Die Durchführung einer korrekten Risikobewertung in Saugsystemen, insbesondere in Beutelfiltern, muss eines der Hauptziele sein, um eine effektive Strategie gegen das Explosionsrisiko in unseren Anlagen zu entwickeln.

Um eine korrekte Bewertung des Explosionsrisikos in diesen Geräten durchzuführen, können wir einige der am weitesten verbreiteten internationalen Standards mit anerkanntem Ansehen als Unterstützung verwenden, unter denen wir folgende hervorheben können:

• Die deutsche Norm VDI-2263, Teil 6: „Staubbrände und Staubexplosionen, Gefahrenbewertungs- und Schutzmaßnahmen – Staubbrände und Explosionsschutz in Staubabsauganlagen“, 2017.
• Der Leitfaden zur Richtlinie 2014/34/EU, im Abschnitt für Einzelfälle und genauer im Abschnitt „§ 243 Filtereinheiten und belüftete Silo-Behälter“.
• Die amerikanischen Standards NFPA 61: Standard zur Verhinderung von Bränden und Staubexplosionen in landwirtschaftlichen und Lebensmittelverarbeitungsbetrieben sowie NFPA 654: Standard zur Prävention von Bränden und Staubexplosionen bei der Herstellung, Verarbeitung und Handhabung brennbarer Partikel.

2. Explosionsrisikobewertung

Eine korrekte Einschätzung der Explosionsrisiken sollte mindestens folgende Punkte umfassen:

• Klassifizierung von Bereichen mit Explosionsgefahr.
• Bewertung effektiver Zündquellen.
• Wahrscheinlichkeit einer Explosion.
• Folgen einer Explosion von Ausrüstung und Einrichtungen.

2.1. Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche in Staubsammlern (Beutelfilter)

Anmerkungen:

1. Aufgrund von Reinigungszyklen oder der Möglichkeit der Ansammlung von Staubschichten im Filter (einschließlich Staubschichten auf den Beuteln). CME: minimale Explosivkonzentration (g/m3). Beispiele: Zucker (30 g/m³); Stärke (60 g/m³); Holz (30 g/m3). Daten, die über die GESTIS-DUST EX-Datenbank gewonnen wurden: https://staubex.ifa.dguv.de/explosuche.aspx?lang=e
2. Ein automatisches Reinigungssystem gilt als jedes System, das mittels Druckluft durchgeführt wird, entweder mittels eines Timers oder eines Differenzdrucksystems, oder als solche, das durch Vibration oder mechanisch ausgeführt wird oder über einen externen Knopf aktiviert werden muss. Die manuelle Reinigung umfasst das Anhalten und Öffnen der Geräte sowie das Auseinandernehmen und Reinigen des Filtermediums.

2.2. Effektive Zündquellen

1. Mechanische Funken von anderen Geräten, wenn der Beutelfilter von mechanischen Geräten saugt, die anfällig für Ausfälle sind (Mühlen, Aufzüge, Förderbänder usw.).
2. Heiße Oberflächen, bedingt durch Reibung in mechanischen Filterauslassanlagen (Drehventil, Schneckenschraube) oder in Holzverarbeitungsanlagen (Sägen, Trockner usw.).
3. Elektrische Ausrüstung, aufgrund von:
   • Ausrüstung ohne den richtigen Schutz oder beschädigt.
   • Falsche Erdung oder fehlende Kontinuität.
4. Elektrostatische Entladungen entstehen durch die Ansammlung statischer Energie durch die Reibung des ansaugten Produkts mit den internen Elementen des Filters und das Fehlen einer Gleichpotentialkontinuität.
5. Zündquellen, die von anderen miteinander verbundenen Geräten, z. B. heißen Partikeln, Bränden oder Explosionen, in andere Geräte eingeführt werden.
6. Externe Zündquellen verursacht durch Wartung, Schweißen, Schneiden (heiße Arbeit), Rauchen in der Installation. Solche Zündquellen werden durch organisatorische Maßnahmen verhindert.
7. Zündquellen, die vom zu transportierenden Produkt erzeugt werden, z. B. durch die Selbstverbrennung von Staubansammlungen im Filter.

3. Empfohlene Präventions- und Schutzmaßnahmen

Angesichts des möglichen nahezu kontinuierlichen Vorhandenseins explosiver Atmosphären und der Vielzahl wirksamer Zündquellen ist die Wahrscheinlichkeit einer Explosion im Beutelfilter hoch, und ihre Folgen können katastrophal für Einrichtungen und Menschen sein.

3.1. Präventionsmaßnahmen

• Verhinderung explosiver Atmosphären:
  • Reduziere Reinigungszyklen.
  • Regelmäßige Reinigung.
• Verhinderung von Zündquellen:
  • Installation eines Funkendetektions- und Löschsystems in der Saugleitung, um das Eindringen von Funken oder heißen Partikeln aus anderen Geräten zu verhindern (siehe Abbildung 4).
  • Installation eines Branderkennungssystems mit CO-Erkennung, Infrarot- oder Temperaturmessung.
  • Korrekte Erdung und Equipotentialität der Hülsenstützen, Hülsen aus antistatischem Material.

3.2. Schutzmaßnahmen

• Explosionslüftungen sind gemäß der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU zertifiziert, wobei der Entlüftungsbereich nach einer anerkannten Norm berechnet wird (EN 14491:2012, „Staubexplosionslüftungsschutzsysteme“ oder NFPA 68: „Standard zum Explosionsschutz durch Deflagrationsbelüftung“).
• Flammenlose Belüftung, falls sich die Ausrüstung in den Einrichtungen befindet.
• Chemische Bekämpfung der Explosion mittels eines nach der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU zertifizierten Systems.
• Explosionsisolation:
  • Mechanische Isolierung mittels eines Klappenventils (zertifiziert als Schutzsystem gemäß der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU oder von einer autorisierten Stelle nach der NFPA-69-Norm zugelassen), das im Staubsaugrohr installiert ist.
  • Chemisches Isolierungssystem (chemische Barrieren), installiert im Staubsaugrohr.
  • Drehventile, zertifiziert als Abschaltsystem (gemäß ATEX-Richtlinie 2014/34/EU oder NFPA 69), werden am Produktaustritt installiert.

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