DE4207320C2 - Gegen Staubexplosionen geschützte Anlage - Google Patents
Gegen Staubexplosionen geschützte AnlageInfo
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- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/04—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for dust or loosely-baled or loosely-piled materials, e.g. in silos, in chimneys
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- A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
- A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine staubführende Anlage
mit einer Einrichtung zum Schutz der Anlage bei
Staubexplosionen sowie ein Verfahren zum Schutz einer
solchen staubführenden Anlage gegen die Auswirkungen einer
Staubexplosion. Es ist bekannt, daß sich Staubexplosionen,
die durch Apparaturen oder Behälter in Rohrleitungen
hineingetragen werden können, bis zur Detonation steigern
und zur völligen Zerstörung einer staubführenden Anlage
führen können. Das Ausmaß der Zerstörung ist insbesondere
groß, wenn die Staubexplosion aus einem Behälter in einen
zweiten oder weitere an die Rohrleitung angeschlossene
Behälter hineingetragen wird. Aus dem Stand der Technik ist
es bereits bekannt, die Behältnisse oder Apparaturen selbst
durch Explosionsdruckentlastung oder Explosionsunterdrückung
gegen die verheerendenden Auswirkungen von Staubexplosionen
zu schützen. Durch Rohrleitungen untereinander verbundene
Apparaturen kann man nur durch Abschotten (Entkoppeln)
zuverlässig schützen. Die bislang bekanntgewordenen
Entkopplungssysteme sind konstruktiv sehr aufwendig und
haben sich in der Praxis nicht durchgesetzt. Die Industrie
und die Sicherheitsorgane suchen dringend ein zuverlässiges
und wirtschaftliches System zum Schutz einer Anlage bei
einer Staubexplosion und zur Verhinderung der Fortpflanzung
von Staubexplosionen über die die einzelnen Aggregate einer
Anlage verbindenden Rohrleitungen.
Aus der DE 38 22 012 A1 ist bereits eine sogenannte
"Quenching-Vorrichtung" für den Schutz staubführender
Apparaturen in geschlossenen Räumen bekannt geworden, die
die Möglichkeit der flammenlosen Explosionsdruckentlastung
in den Raum hinein bietet. Diese bekannte "Quenching-
Vorrichtung" weist eine Berstscheibe oder eine gleichwertige
Entlastungseinrichtung auf, die eine staub- und/oder
flammenfreie Druckentlastung ermöglicht. Die Wandungen der
"Quenching-Vorrichtung" können aus einer wellenartig
ausgeformten mehrlagigen Schicht z. B. aus Edelmetall und
Stein- bzw. Glaswolle oder vergleichbaren Materialien
aufgebaut sein, so daß beim Ansprechen der Berstscheibe oder
der vergleichbaren Entlastungseinrichtung ein freies
Abströmen der den Behälter verlassenden Expansions- und
Verbrennungsgase nicht oder nur unwesentlich behindert wird,
größere Mengen ausgeworfenen brennbaren Staubes während
einer Druckentlastungssituation zurückbehalten werden und
Verbrennungs- und Expansionsgase abgekühlt werden. Auf den
gesamten Inhalt der DE 38 22 012 A1 wird hiermit Bezug
genommen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
staubführende Anlage mit einer Einrichtung zu schaffen, die
eine wirksame Entkopplung zweier oder mehrerer miteinander
verbundener konstruktiv zu schützender Apparaturen, die Teil
dieser Anlage sind, gewährleistet. Weiter ist es Aufgabe der
Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels
dessen untereinander verbundene Apparaturen einer
staubführenden Anlage im Fall einer Staubexplosion wirksam
entkoppelt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Anlage mit einer
Entkopplungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1
bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß sich bei
Staubexplosionen in Rohrleitungen die Druckwelle schneller
fortpflanzt als die Flamme sich ausbreitet. Es ist daher
möglich, die Druckwelle bereits über das Quenching-Rohr
(Druckentlastungsrohr) im ersten Rohrleitungsknick zu
erfassen, die Druckwelle in den Raum hinein zu entlasten und
vor Eintreffen der Flamme die Schließung eines in der
Rohrleitung, die zu einer weiteren Apparatur führt,
angeordneten Entkopplungsventils einzuleiten. Auch wenn beim
Eintreffen der Flamme am Entkopplungsventil (Quetschventil)
.das Ventil noch nicht ganz geschlossen ist, ist der
Flammendurchschlag durch den Quenching-Effekt des sich
schließenden Ventils bereits ausgeschlossen.
Die Vorteile einer Anlage mit einer Einrichtung gemäß der
Erfindung sind die Absperrung von Rohrleitungen gegen
Flammendurchschlag, die Vermeidung von hohen Drücken in den
Rohrleitungen, die Vermeidung der Ausbreitung von
Druckwellen in Rohrleitungssystemen. Die Steuerung des
Entkopplungsventils ist bei der erfindungsgemäßen Anlage so
ausgebildet, daß eine hohe Sicherheit gegen Fehlansprechen
gewährleistet und eine schnelle Wiederinbetriebnahme der
Anlage möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die einzige Figur
eine schematisch vereinfachte Darstellung einer
erfindungsgemäßen Anlage.
Die in einem Gebäude 10 untergebrachte Anlage umfaßt eine
erste Apparatur 11 mit einem Behälter, in dem sich ein
staubexplosionsgefährdetes Schüttgut 12 befindet. Der
Behälter ist durch eine Vorrichtung 13 gemäß der
DE 38 22 012 A1 explosionsdruckentlastet. Von dem Behälter
der Apparatur 11 führt eine Verbindungsrohrleitung 14 zu
einer zweiten Apparatur 15. Im Bereich der jeweiligen
Rohrkrümmer 16, 17 dieser Verbindungsrohrleitung 14 sind
ebenfalls Vorrichtungen 13a, 13b für die
Explosionsdruckentlastung angeordnet, die entsprechend der
Entlastungsvorrichtung 13 aufgebaut sind. Ebenso weist die
Apparatur 15 eine Vorrichtung 13c für die
Explosionsdruckentlastung der in der DE 38 22 012 A1
beschriebenen Art auf. Anstelle dieser
Druckentlastungsvorrichtungen 13, 13a, 13b, 13c können auch
Berstscheiben verwendet werden. In diesen
Druckentlastungsvorrichtungen sind jeweils Signalgeber
integriert, die über die Verbindungsleitungen 18a, 18b, 18c,
18d jeweils mit der Steuerzentrale 19 verbunden sind. In der
Verbindungsrohrleitung 14 ist ein dynamisch-elastisches
Entkopplungsventil 20 (Quetschventil) angeordnet, das über
die Verbindungsleitung 21 von der elektronischen
Steuerzentrale 19 angesteuert wird. Dieses
Entkopplungsventil wird so angesteuert, daß es den
Querschnitt der Verbindungsrohrleitung 14 vor Erreichen der
Flammenfront verschließt. Die Druckentlastungsvorrichtungen
13a, 13b im Bereich der Rohrkrümmer am Ein- bzw. Auslauf der
Apparaturen 15, 11 sind installiert, um hohe Druckspitzen in
der Rohrleitung 14 zu vermeiden. In der
Druckentlastungsvorrichtung 13a, 13b ist eine Berstscheibe
integriert, die bei einer auftretenden Druckspitze anspricht
und die Explosion ohne Flammenausbreitung über das
Quenching-Rohr in den Raum hinein entlastet.
Gleichzeitig wird über den in der Vorrichtung 13a
integrierten Signalgeber ein Signal an die elektronische
Steuerzentrale 19 gegeben, die das Entkopplungsventil 20
betätigt, so daß auch bei Hineinlaufen einer Explosion in
die Verbindungsrohrleitung 14 vor dem Ansprechen der
Druckentlastungsvorrichtung 13 der Apparatur 11 eine
Entkopplung gewährleistet ist, durch die die Apparatur 15
geschützt ist.
Die elektronische Steuerzentrale 19 hat eine
Notstromversorgung und überwacht die Energieversorgung für
das Entkopplungsventil 20 und überwacht darüberhinaus alle
Zuleitungen auf Kabelbruch und Erdschluß. Für die Sicherheit
der Anlage wichtige Schaltvorgänge können über die
Steuerzentrale 19 eingeleitet werden. Bei Ausfall der Netz-
und Notstromversorgung für die Steuerzentrale 19 oder Abfall
der Energieversorgung für das dynamisch-elastische
Entkopplungsventil 20 wird dieses automatisch geschlossen
unter gleichzeitiger Einleitung der für die Sicherheit der
Anlage wichtigen Schaltvorgänge. Z. B. kann die Abschaltung
bestimmter Bauteile 22 der Anlage wie z. B. eines Gebläses
über die mit der Steuerzentrale 19 verbundene Leitung 23
erfolgen.
Claims (6)
1. Staubführende Anlage mit einer Einrichtung zum Schutz der
Anlage bei Staubexplosionen, dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste staubführende Apparatur (11) und wenigstens
eine zweite Apparatur (15) über eine
Verbindungsrohrleitung (14) verbunden sind und im
Ausgangsbereich der ersten Apparatur (11) im Bereich
eines Rohrkrümmers (16) der Verbindungsrohrleitung (14)
eine Druckentlastungsvorrichtung (13a) mit integriertem
Signalgeber angeordnet ist,
daß in der Verbindungsrohrleitung (14) zwischen den Apparaturen (11, 15) ein Entkopplungsventil (20) angeordnet ist, das von einer Steuerzentrale (19) über eine Leitung (21) ansteuerbar ist,
wobei der Signalgeber der Druckentlastungsvorrichtung (13a) bei Auftreten einer Druckspitze über eine Leitung (18c) ein Signal an die Steuerzentrale (19) abgibt und die Steuerzentrale (19) daraufhin das Entkopplungsventil (20) ansteuert und die Verbindungsrohrleitung (14) schließt.
daß in der Verbindungsrohrleitung (14) zwischen den Apparaturen (11, 15) ein Entkopplungsventil (20) angeordnet ist, das von einer Steuerzentrale (19) über eine Leitung (21) ansteuerbar ist,
wobei der Signalgeber der Druckentlastungsvorrichtung (13a) bei Auftreten einer Druckspitze über eine Leitung (18c) ein Signal an die Steuerzentrale (19) abgibt und die Steuerzentrale (19) daraufhin das Entkopplungsventil (20) ansteuert und die Verbindungsrohrleitung (14) schließt.
2. Staubführende Anlage mit einer Einrichtung zum Schutz der
Anlage bei Staubexplosionen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß außerdem im Bereich des Eingangs zur
Apparatur (15) im Bereich eines Rohrkrümmers (17) der
Verbindungsrohrleitung (14) eine
Druckentlastungsvorrichtung (13b) mit integriertem
Signalgeber vorgesehen ist, die über eine Leitung (18d)
mit der Steuerzentrale (19) verbunden ist.
3. Staubführende Anlage mit einer Einrichtung zum Schutz der
Anlage bei Staubexplosionen nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Apparatur (11) und/oder
die Apparatur (15) eine Druckentlastungsvorrichtung (13,
13c) aufweisen.
4. Staubführende Anlage mit einer Einrichtung zum Schutz der
Anlage bei Staubexplosionen nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die
Druckentlastungsvorrichtungen (13, 13c) integrierte
Signalgeber vorgesehen sind, die über Leitungen (18a,
18b) mit der Steuerzentrale (19) verbunden sind.
5. Staubführende Anlage mit einer Einrichtung zum Schutz der
Anlage bei Staubexplosionen nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerzentrale die
Energieversorgung des Entkopplungsventils (20) überwacht
und bei Störungen in der Energieversorgung gegebenenfalls
eine Abschaltung von Bauteilen (22) der Anlage veranlaßt.
6. Verfahren zum Schutz einer staubführenden Anlage nach
einem der Ansprüche 1 bis 5 gegen die Auswirkungen einer
Staubexplosion, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten
einer Druckspitze in der Verbindungsrohrleitung (14) im
Bereich des Rohrkrümmers (16) der in der
Druckentlastungsvorrichtung (13a) integrierte Signalgeber
über die Leitung (18c) ein Signal an die Steuerzentrale
(19) gibt und die Steuerzentrale (19) daraufhin über die
Leitung (21) das Entkopplungsventil (20) ansteuert und
die Verbindungsrohrleitung (14) zur Apparatur (15)
verschließt.
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