01.06.2015, 00:00 Uhr

Anlagensicherheit – Brand- und Explosionsschutz in der Industrie

Industrielle Produktionsanlagen sind sensible Bereiche, denn verschiedene Gefahren können die Produktion stilllegen oder im schlimmsten Fall zerstören. Entsprechend wichtig ist es, Menschen und Anlagen ausreichend zu schützen. Die Frage nach einem umfangreichen Gefahrenabwehrmanagement in diesen Bereichen wird in den meisten Betrieben von verschiedenen Stellen beantwortet: Sicherheitsingenieure, aber auch die Werk- oder Betriebsfeuerwehr sind mit dieser wichtigen Aufgabe betraut und arbeiten Hand in Hand.

 © mikewmc – Fotolia.com

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Moderne Gaswarnanlagen schützen Menschen, aber auch Industrie-Anlagen vor den Gefahren die durch Gaslecks, z. B. in einer Produktionsanlage, auftreten können. Durch das große Portfolio an Sensoren ist es heutzutage gut möglich, toxische Gase, Sauerstoff sowie explosible Gase und Dämpfe zuverlässig zu messen und im Gefahrenfall zu warnen. Solche Anlagen sind in allen Segmenten der Industrie vertreten.

Eine Gaswarnanlage besteht je nach Größe und Anforderung aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Transmittern mit Sensoren für verschiedene Gase und Dämpfe, die z. B. in einer Produktionsanlage an sensiblen Stellen montiert sind.

Mit verschiedenen Sensortechniken können über 450 verschiedene Gase und Dämpfe detektiert werden. Entweder mit elektrochemischen Sensoren im ppm-Bereich zur Überwachung der Arbeitsplatzgrenzwerte für toxische Gase, im Vol-%-Bereich zur Warnung vor Unter- oder Überschreitung von Sauerstoffkonzentrationen oder mit Infrarotdetektoren bzw. katalytischen Sensoren zur Über­wachung von explosiblen Gasen und Dämpfen im UEG-Bereich (Vol-%). Wenn gewünscht, kann der Anwender über eine gesicherte (One-Way-)Internetverbindung jederzeit eine Gesamtsicht des Status der Sensoren (Gaskonzentration, Alarme) in der Anlage auf seinem Smartphone betrachten.

Fast immer ergänzt Brandmeldetechnik diese Gaswarnanlagen, um im Falle eines Feuers rechtzeitig zu alarmieren. Rauchmelder sind hier häufig das Mittel der Wahl (Bild 1), reichen aber aufgrund ihrer Funktionsweise für den umfassenden vorbeugenden Brandschutz nicht immer aus.

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Bild 1 Rauchmelder allein reichen für einen umfassenden vorbeugenden Brandschutz nicht immer aus.

Foto: Dräger

Denn verschiedene Gase oder Flüssigkeiten verbrennen (nahezu) rauchfrei. Auch in Außenbereichen oder Anlagen mit Ex-Bereichen ist der Einsatz von Rauchmeldern nicht sinnvoll.

Eine gute Ergänzung können deshalb Flammendetektoren sein. Es besteht die Möglichkeit, die Flammenmelder in Gaswarnanlagen zu integrieren und so ein möglichst umfangreiches Gefahrenabwehrmanagementsystem zu schaffen. Flammenmelder dienen der Meldung von Brandausbrüchen ohne nennenswerte Rauchentwicklung. Sie erkennen Flammen über optische Detektoren in einem kegelförmigen Bereich aufgrund flammenspezifischer optischer Emissionen in spezifischen optischen Wellenlängenbereichen, insbesondere im UV- und Infrarotbereich des Lichts. Infrarot-Flammenmelder können zusätzlich das Flackern der Flammen auswerten.

Der Einsatz von Flammendetektoren ist in allen Bereichen wichtig, in denen sich vorhandene Energieträger, also brennbares Material wie z. B. Benzin, in Anwesenheit von ausreichend Sauerstoff unkontrolliert entzünden kann (z. B. durch heiße Oberflächen, chemische Reaktionen usw.). Aber auch Metalle können brennen und dabei teilweise sehr hohe Temperaturen entwickeln.. Nur die Edelmetalle Platin, Gold und Silber brennen nicht. Diese Brandgefahren sind weitgehend unbekannt und damit natürlich auch die möglichen Detektions- und Löschmöglichkeiten.

Allgemein gilt: Je größer die Metalloberfläche und je höher die Umgebungstemperatur, desto leichter entzündet sich das Metall, etwa bei der Reaktion mit Wasser.

Klassische Einsatzfelder von Flammenmeldern sind also beispielsweise On- oder Offshore Öl- und Gas-Installationen, chemische oder petrochemische Betriebe, Tanklager, Flugzeughangars oder Kraftwerke (Bild 2).

Bild 2 Gerade in Außenbereichen kann der Einsatz von Flammen­detektoren sinnvoll sein. © Ulrich Müller – Fotolia.com

Bild 2 Gerade in Außenbereichen kann der Einsatz von Flammen­detektoren sinnvoll sein. © Ulrich Müller – Fotolia.com

So vielfältig die Gase in verschiedenen Anwendungen sind, so vielfältig können die Flammen in Abhängigkeit vom Brandmaterial sein. Entsprechend vielfältig sind auch die flammenspezifischen optischen Emissionskurven.

Daher reicht für die Vielfalt der Anwendungen ein einzelner Flammenmelder nicht aus. Dräger hat deshalb insgesamt 56 verschiedene Typen von Flammenmeldern der Fa. Spectrex in das Verkaufsprogramm aufgenommen, die sich durch die Detektion verschiedener optischer Wellenlängen, aber auch Gehäuseformen (Innen- und Außen-Anwendungen), sowie verschiedene Zulassungen unterscheiden.

Erste Kundenanwendungen sind bereits erfolgreich in Betrieb. Dazu zählen beispielsweise die Überwachung einer Verladestation für brennbare Flüssigkeiten und Gase, eines Motorenprüfstandes in der Forschung, die Überwachung von Ammoniak und Silan bei der Fertigung von Solaranlagen sowie die Über­wachung von Rohrleitungen mit Kohlenwasserstoff und Wasserstoff in der chemischen Industrie.

Die Vielzahl der Geräte und Einsatzszenarien zeigt die Komplexität des Themas auf. Dazu gehören auch Beratung und Service.   TS 2197

 

Von Norbert Wangrin

Norbert Wangrin, Leiter Vertrieb Gaswarnanlagen Deutschland, Dräger, Lübeck.

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