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In der Schüttgut verarbeitenden Industrie hat der sichere Betrieb von Anlagen höchste Priorität. Betreiber können eine ganze Bandbreite von Maßnahmen ergreifen, um das Risiko und die Auswirkungen von Explosionen zu minimieren – von präventiven Maßnahmen wie Funkendetektion über passive Maßnahmen wie beispielsweise Berstscheiben bis hin zu aktiven Systemen wie Explosionsunterdrückung. Entscheidend ist, dass die Lösungen im Rahmen eines maßgeschneiderten Konzepts im Verbund zusammenwirken und als intelligente Systeme miteinander kommunizieren. Die Experten von IEP Technologies erläutern, wie ihre jüngste Entwicklung, der eSuppressor, durchgängig intelligenten Explosionsschutz gewährleistet.

Intelligenter Explosionsschutz beginnt bei der Prävention

Funkenerkennung ist eine komplexe Methode, um Brände und Explosionen zu vermeiden. Das Prinzip setzt direkt bei den Zündquellen an – noch bevor ein Brand oder eine Explosion entstanden sind. Innerhalb einer Millisekunde erkennt der Funkendetektor von IEP Technologies Funken und setzt automatisch eine Prozesskette in Gang: Eine Löscheinheit löscht Funken und Glut mit einer geringen Wassermenge. Dieser Vorgang wird durch den Signalrouter geregelt und überwacht. Derweil kontrolliert das Steuergerät das gesamte System und löst bei Bedarf akustische und optische Signale an die Umgebung. Eine Druckerhöhungsanlage stellt sicher, dass das Löschwasser frei von Luft ist und den richtigen Druck aufweist. Wenige Sekunden nach Beseitigung der Gefahr wird der Löschvorgang schließlich vom Automatiksystem gestoppt und das System ist sofort wieder bereit, einen erneuten Brand zu verhindern.

Konstruktiver Explosionsschutz mit smarter Sensorik

Die Funkendetektion bildet als vorbeugende Maßnahme das Bindeglied zum konstruktiven Explosionsschutz. Hier spielt das Detektionssystem SmartDS zur frühzeitigen Erkennung von anlaufenden Explosionen eine zentrale Rolle: Seine Funktionsweise beruht auf dem charakteristischen zeitlichen Verlauf des Druckanstiegs im Zusammenhang mit räumlich begrenzten Explosionsereignissen. Das SmartDS besteht aus einem dynamischen Drucksensor mit zwei Keramikzellen und einer Auswerteeinheit. Dynamische Messzellen im Detektor erkennen Druckveränderungen. Sobald die voreingestellten Druckwerte überschritten werden, reagiert der Detektor innerhalb von Millisekunden und löst einen Alarm aus.

Bei dem System handelt es sich um den einzigen Detektor mit einer Algorithmus-basierten Ausgabe und einer Entscheidungslogik auf Grundlage von Explosionstests, Fachwissen und Anwendungserfahrung. Diese Ausgabe- und Entscheidungslogik ermittelt den Unterschied zwischen einem Druckanstieg durch eine Explosion und den normalen Druckschwankungen im Prozess und bietet somit die höchste Erkennungssicherheit und Immunität gegen Fehlalarme. Zudem speichert die integrierte Auswerteeinheit FAB4 sämtliche Ereignisse und ermöglicht die Aufzeichnung aller Prozessdrücke. Dies hilft bei der Analyse und Ursachenforschung von Explosionen sowie bei der Frage, wie Explosionsgefahren künftig minimiert werden können.

Steuerungszentralen kommunizieren mit Schutzorganen

Die Steuergeräte von IEP Technologies basieren auf einem Mikroprozessor und verfügen über Steuer- und Überprüfungsfunktionen. Sie bestehen aus Steuer- und Batterieladekreisen, Netzteil sowie einem Bedienfeld mit Steuer- und Anzeigefunktionen. Alle Signale, die von den Sensoren für Explosionsdruck und Flammen ausgehen, werden vom Steuergerät aufgezeichnet, geprüft und ausgewertet. Im Falle einer anlaufenden Explosion werden die Schutzorgane selektiv aktiviert. Die Überwachungs- und Aktivierungsleitungen werden ständig auf Unterbrechung, Erdschluss und Kurzschluss kontrolliert. Darüber hinaus stellt ein automatisches Selbsttestsystem sicher, dass alle wichtigen Funktionen des Steuergeräts elektronisch überprüft werden. Die Steuergeräte von IEP Technologies verfügen sowohl über Störungsrelaiskontakte für die Prozessverriegelung als auch über Alarmrelaiskontakte für Meldungen bei einer Systemauslösung.

eSuppressor als zentrales Bindeglied in der Kommunikationskette

Mit der Entwicklung des eSuppressors lässt sich der Kreis vom Unterdrückungsbehälter über die Steuerungseinheit, die Auswerteeinheit und die Detektion auf intelligente Weise schließen. Der Unterdrückungsbehälter funktioniert ohne Pyrotechnik wie Gasgeneratoren. Stattdessen basiert die Innovation auf einer elektrischen Lösung, die von einem Magneten gesteuert wird – ein unschätzbarer Vorteil gegenüber herkömmlichen Auslösern, die Pyrotechnik wie Gasgeneratoren nutzen: Hier kann die elektrische Verbindung überprüft werden. Allerdings lässt sich nicht überprüfen, ob beispielsweise tatsächlich Gas im Gasgenerator vorhanden ist und dieser somit im Ernstfall auslösen würde. Das Szenario ist unwahrscheinlich, aber möglich. Nur das Zünden würde die Funktionalität bestätigen – vergleichbar mit einem Streichholz: Es ist erst dann sicher, dass es tatsächlich brennt, sobald es entzündet wird. Der eSuppressor gestattet es jedoch, die Funktionalität des Auslösemechanismus permanent zu überwachen.

Zudem gewährleistet der neue Unterdrückungsbehälter intelligenten Explosionsschutz in Form eines integrierten Safety Lockouts für den sicheren Zugang zum Prozessbehälter. Er ist wiederinstandsetzbar und eignet sich für alle Bereiche, in denen IEP Technologies bereits erfolgreich die Explosionsunterdrückung einsetzt – von der Kohlevermahlung bis hin zu Industrien mit extrem hohen Hygieneanforderungen, beispielsweise in der Produktion von Babynahrung und Milchpulver. In beiden Bereichen muss das Personal aufgrund von Reinigungsarbeiten regelmäßig in die Behälter steigen.

Mit dem eSuppressor kann zukünftig vom Kontrollraum aus die elektronische, SIL-zertifizierte Kette zwischen den zentralen Baugruppen inklusive Unterdrückungsbehälter effizient gesteuert werden. Die wichtigsten Vorteile des integrierten Sicherheitskonzepts: Deutliche Verbesserungen in puncto Arbeitssicherheit und Total Cost of Ownership sowie die Möglichkeit, die Druckbehälter per Fernsteuerung in Zukunft mechanisch abzusichern und somit den Workflow zu verschlanken. Darüber hinaus lassen sich Arbeitssicherheitsmängel aufgrund von menschlichem Fehlverhalten reduzieren. Aufgrund der durchgehenden Vernetzung der Systeme gelingt es, ein lückenloses Explosionsschutzkonzept zu realisieren, dessen einzelne Komponenten punktgenau und in Bruchteilen einer Sekunde ineinandergreifen. Diese Herangehensweise bildet die Grundlage für maßgeschneiderte, technisch und wirtschaftlich optimierte Gesamtsysteme, die Menschen und Vermögenswerte umfassend schützen.