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Merkblatt zur Schadenverhütung Brandschutz in Entstaubungsanlagen VdS 3445 : 2008-09 (01)

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Merkblatt zur Schadenverhütung

Brandschutz in Entstaubungsanlagen

VdS 3445 : 2008-09 (01)

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Unverbindliche Bekanntgabe zur fakultativen Verwendung

Die Hinweise in diesem Merkblatt entfalten lediglich fakultativen Charakter. Ihre Anwendung entbindet nicht von der Notwendigkeit, die einschlägigen Normen oder sonstige technische Regeln zu beach-ten (siehe Abschnitte 1 „Anwendungs-/Geltungsbereich“ und 8 „Technische Regelwerke und Erkennt-nisquellen“). Gesetzliche und behördliche Vorschriften sowie die Vereinbarungen mit dem Versicherer bleiben unberührt.

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Brandschutz in EntstaubungsanlagenVdS 3445 : 2008-09 (01)

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Merkblatt zur Schadenverhütung

Brandschutz in Entstaubungsanlagen

INHALT

Einleitung ............................................................................................................................................ 4

1 Anwendungs-/Geltungsbereich .............................................................................................. 4

2 Definitionen und Begriffsbestimmungen ............................................................................... 4

3 Beschreibung von Entstaubungsanlagen .............................................................................. 53.1 Filternde Abscheider ..................................................................................................................... 53.2 Elektroabscheider .......................................................................................................................... 63.3 Massenkraftabscheider ................................................................................................................. 63.4 Nassabscheider ............................................................................................................................. 6

4 Brandgefährdung .................................................................................................................... 64.1 Brennbare Stoffe ............................................................................................................................ 64.2 Zündquellen ................................................................................................................................... 74.3 Sauerstoff/Oxidationsmittel ......................................................................................................... 10

5 Gefährdungsbeurteilung ....................................................................................................... 10

6 Schutzausführungen ............................................................................................................. 126.1 Ausführung A ............................................................................................................................... 126.2 Ausführung B ............................................................................................................................... 126.3 Ausführung C ............................................................................................................................... 13

7 Schutzmaßnahmen ................................................................................................................ 137.1 Maßnahmen zur Brandverhütung ............................................................................................... 137.2 Maßnahmen zur Schadenbegrenzung........................................................................................ 157.3 Organisatorische Maßnahmen .................................................................................................... 18

8 Technische Regelwerke und Erkenntnisquellen.................................................................. 20

Anhang 1 – Ausgewertete Schadenfälle in Entstaubungsanlagen (nach Bränden) ..................... 21

Anhang 2 – Maßnahmen zur Brandverhütung und Schadenbegrenzung ..................................... 23

Anhang 3 – Vorlage zur Beurteilung der Brandgefährdung in Entstaubungsanlagen ................. 25

Anhang 4 – Beispiele für die Ermittlung von Brandschutzmaßnahmen in Entstaubungsanlagen .................................................................................................................. 31

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Brandschutz in Entstaubungsanlagen VdS 3445 : 2008-09 (01)

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Einleitung

Brände und Explosionen in Entstaubungsanlagen stellen ein hohes Risiko für Personen, Umwelt und Sachwerte dar. Die Ursachen hierfür liegen in der beträchtlichen Wärmefreisetzung, Druck-wirkung und in den freigesetzten Verbrennungs-produkten. Die im Inneren von Entstaubungsan-lagen entstehenden Temperaturen bei Bränden und Drücke bei Explosionen können zur Zerstö-rung der Filtermedien und Gehäuse führen, wenn keine Sicherheitsvorkehrungen vorhanden sind.

Voraussetzungen für einen Brand oder eine Ex-plosion in Entstaubungsanlagen sind das Zu-sammentreffen von

brennbarem Staub (abgelagert oder aufgewir- J

belt),ausreichendem Sauerstoff und J

einer wirksamen Zündquelle. J

Fällt kein brennbarer Staub an, sind grundsätz-lich auch keine Brand- und Explosionsrisiken ausgehend vom Staub vorhanden. Dann müssen jedoch die von brennbaren Filtermedien oder sonstigen brennbaren Bauteilen ausgehenden Brandrisiken berücksichtigt werden. Bei Entstau-bungsanlagen mit kurzen Abreinigungsinterval-len und kontinuierlichem Staubaustrag kann die von den Filtermedien ausgehende Brandlast ein Vielfaches der des Staubes betragen.

Brände in Entstaubungsanlagen können auch als Folge einer Explosion entstehen.

Erfahrungsgemäß ereignen sich Brände in Ent-staubungsanlagen deutlich häufiger als Explo-sionen. Dennoch wird der Brandschutz bislang in der einschlägigen Literatur nur unzureichend be-handelt. Das vorliegende Merkblatt schließt diese Lücke und beinhaltet das Vorgehen bei der Be-urteilung der Brandgefährdung und die Anwen-dung risikoadäquater Schutzmaßnahmen.

1 Anwendungs-/Geltungsbereich

Dieses Merkblatt richtet sich an Anlagenplaner, Hersteller und Betreiber von Entstaubungsanla-gen sowie an Behördenvertreter und Sachversi-cherer. Es gibt Hilfestellung zur Ermittlung der von einer Entstaubungsanlage ausgehenden Brand-gefährdung und zur Festlegung von Sicherheits-vorkehrungen zur Vermeidung von Bränden und zur Begrenzung von deren Auswirkungen.

Es sollte daher sowohl bei bestehenden als auch von in Planung befindlichen Anlagen Anwendung finden.

Die erstmalige Bewertung nach diesem Merkblatt entbindet den Betreiber nicht davon, ständig die Prozessparameter der Entstaubungsanlage auf Veränderungen gegenüber den Verhältnissen der Auslegungsphase und der bestimmungsgemäßen Verwendung zu überprüfen und gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.

Da im vorliegenden Merkblatt ausschließlich die Erfordernisse des Brandschutzes betrach-tet werden, muss bei brennbaren Stäuben zur Beurteilung der Explosionsgefährdung zusätz-lich die Richtlinie VDI 2263 Blatt 6 „Staubbrän-de und Staubexplosionen; Gefahren – Beur-teilung – Schutzmaßnahmen; Brand- und Ex-plosionsschutz an Entstaubungsanlagen“ [1] herangezogen werden.

2 Definitionen und Begriffsbestimmungen

Staub

Staub ist feinzerteilter Feststoff beliebiger Form, Struktur und Dichte mit Partikelgrößen kleiner 500 µm.

Staub liegt als Nutzstaub (z.B. Mehl, Puder, Pul-ver, Pigmente, Fasern) und Abfallstaub vor (bei-spielsweise durch Abrieb bzw. beim Bearbeiten fester Materialien).

Brennverhalten

Das Brennverhalten beschreibt die Brandausbrei-tung einer Staubschüttung nach äußerer Entzün-dung (VDI 2263, Blatt 1 [2]).

Als Ergebnis der Prüfung, wie schnell sich ein durch äußere Entzündung eingeleiteter Brand ausbreitet, wird die Brennzahl BZ 1 bis BZ 6 (s. Ta belle 1) angegeben. Die Brennzahl BZ charak-

Bild 1: Beispiel für einen Brandschaden an einem Filtergerät

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terisiert das Brand-/Abbrandverhalten eines ab-gelagerten Staubes und ermöglicht zumindest eine grobe Abschätzung dahingehend, ob abge-lagerter Staub entzündet wird und ob sich im ent-zündeten Staub ein Glimmbrand oder ein offener Brand entwickeln kann.

Bei der Bestimmung der temperaturbezogenen Brennzahl (BZT) sind die in der Entstaubungs-anlage tatsächlich vorhandenen Betriebstempe-raturen zu berücksichtigen und bei der Brenn-zahlbestimmung zugrunde zu legen. Das Brenn-verhalten eines Staubes ändert sich bei Tempe-raturen unter 60 °C erfahrungsgemäß nicht. Für die Prüfung bei erhöhter Temperatur (60 °C … 100 °C) ist die konkrete Versuchstemperatur an-zugeben.

Glimmtemperatur

Die Glimmtemperatur beschreibt das Entzün-dungsverhalten flacher Staubschichten auf hei-ßen Oberflächen (VDI 2263, Blatt 1 [2]). Sie ist definiert als die niedrigste Temperatur einer er-hitzten, freiliegenden Oberfläche, auf der eine 5 mm dicke Staubschicht zur Entzündung gebracht wird. Bei schmelzenden oder sich zersetzenden Stäuben kann eine Glimmtemperatur häufig nicht festgestellt werden. Für Staubschichten mit ab-weichender Dicke wird auch der Ausdruck Min-destzündtemperatur für abgelagerte Stäube be-nutzt.

Selbstentzündung

Unter Selbstentzündung wird der Vorgang ver-standen, bei dem eine Staubschüttung bei all-seitiger Wärmeeinwirkung und Anwesenheit von Luft nach vorangegangener Selbsterhitzung zur Entzündung kommt (VDI 2263, Blatt 1 [2]). Die Temperatur, bei der eine Selbstentzündung ein-tritt, ist abhängig von der Staubart, von der Wär-meleitfähigkeit (Isolationsverhalten) der Staub-

teilchen, von der Form und Größe der Schüttung sowie von der Dauer der Wärmeeinwirkung.

3 Beschreibung von Entstaubungsanlagen

3.1 Filternde Abscheider

Bei filternden Abscheidern wird das staubhaltige Gas durch poröse Schichten geleitet. Nach der Wirkungsweise lassen sich filternde Abscheider in zwei Hauptgruppen einteilen:

Oberflächenfilter (Abreinigungsfilter) J

Tiefenfilter (Speicherfilter) J

Filternde Abscheider sind in der VDI-Richtlinie 3677 [3] näher beschrieben.

Brennverhalten Brennzahl BZ

Beispiele

keine Brandausbreitung

kein Anbrennen 1 Kochsalz

kurzes Anbrennen und rasches Auslöschen 2 Weinsäure

örtliches Brennen oder Glimmen ohne Ausbreiten

3 Milchzucker

Brandausbreitung Ausbreiten eines Glimmbrandes 4 Tabak

Ausbreiten eines offenen Brandes 5 Schwefel

verpuffungsartiges Abbrennen 6 Schwarzpulver

Tabelle 1: Brennverhalten von Stäuben

Bild 2: Beispiel für einen Filternden Abscheider

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3.2 Elektroabscheider

Im Elektroabscheider werden die in der Abluft enthaltenen Staubpartikel elektrisch aufgeladen und an Niederschlagselektroden abgeschieden.

Es werden Röhren- und Plattenelektrofilter unter-schieden. Röhrenelektrofilter werden ausschließ-lich für die Nassentstaubung, die Plattenelektro-filter insbesondere zur Trockenentstaubung ein-gesetzt.

Elektroabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3678 [4] näher beschrieben.

3.3 Massenkraftabscheider

Sie nutzen die physikalische Wirkung der Mas-senkraft (Schwerkraft, Zentrifugalkraft), die un-terschiedlich auf die abzuscheidenden Partikel und das Trägergas wirkt und so die Trennung der Staubpartikel vom Trägergas bewirkt.

Es kommen folgende Abscheideprinzipien und Bauformen zum Einsatz:

Schwerkraftabscheider (Gegenstrom- und J

Querstromabscheider)Fliehkraftabscheider (z.B. Zyklonabscheider) J

Massenkraftabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3676 [5] näher beschrieben.

3.4 Nassabscheider

Die Wirkungsweise von Nassabscheidern beruht auf der Überführung von Partikeln aus einem strömenden partikelbeladenen Prozessgas in eine Flüssigkeit.

Nassabscheider werden nach den konstruktiven Merkmalen bzw. nach den Arten der Flüssigkeits-zugabe unterschieden in:

Venturiwäscher J

Rotationswäscher, Desintegratoren J

Wirbelwäscher J

Strahlwäscher J

Waschturm, Sprühwäscher J

Nassabscheider sind in der VDI-Richtlinie 3679 [6] näher beschrieben.

4 Brandgefährdung

Voraussetzungen für einen Brand sind das räum-liche und zeitliche Zusammentreffen von

brennbarem Stoff, J

wirksamer Zündquelle und J

Sauerstoff (Luft). J

Ist eine dieser Voraussetzungen nicht erfüllt, ist keine Brandentstehung möglich.

4.1 Brennbare Stoffe

In Entstaubungsanlagen können folgende brenn-bare Stoffe (Brandlasten) vorliegen:

brennbarer Staub J

brennbare Filtermedien / Einbauten J

brennbare Gase J

4.1.1 Brennbarer Staub

Stäube werden in verschiedene Staubklassen eingeteilt (siehe auch Datenbank „GESTIS-STAUB-EX“ [7]):

natürliche organische Stoffe J

künstliche organische Stoffe J

Metalle und Metalllegierungen J

Metalle und Metalllegierungen mit einem Anteil J

organischer Stoffesonstige anorganische Stoffe J

sonstige Stoffe J

Reagieren Stäube mit Sauerstoff unter Wärmeab-gabe, werden diese als brennbar bezeichnet.

Der Ablauf von Feststoff/Gas-Reaktionen hängt neben den chemischen Eigenschaften der Reak-tionspartner in erster Linie von der reaktionsbe-reiten Oberfläche des Feststoffes ab. Diese wie-

Bild 3: Gefahrendreieck mit Brennstoff, (Luft-) Sauer-stoff und Zündquelle

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derum ist abhängig von der Feinheit der Stäube und der Verfügbarkeit des Sauerstoffs.

Besondere Beachtung erfordern metallische Stäube, insbesondere Leichtmetallstäube. Letz-tere entzünden sich unter bestimmten Vorausset-zungen sogar selbst. Durch brandfördernde Ver-unreinigungen, z.B. Farbreste, Öle, Emulsionen, Fasern usw. neigen auch andere Metallstäube je nach Materialart, Teilchengröße und Verteilung zur Entzündung.

Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass in Ent-staubungsanlagen nur Stäube einer Staubart abgeschieden werden. So dürfen beispielsweise Stäube aus einer Strahlanlage nicht mit Alumini-umschleifstäuben vermischt werden, da dies zur Entzündung führt.

Abgelagerte brennbare Stäube (Staubschüt-tungen) neigen nach Entzündung im allgemei-nen zu Reaktionen wie Brennen, Glimmen oder Schwelen.

Aufgewirbelte brennbare Stäube (Staub/Luft-Gemische) können oberhalb der unteren Explo-sionsgrenze explosionsartig abbrennen.

Zu berücksichtigen ist auch die Wechselwirkung zwischen aufgewirbelten und abgelagerten Stäu-ben. Einerseits können aufgewirbelte Stäube se-dimentieren, andererseits können abgelagerte Stäube durch äußere Einwirkung, beispielsweise durch einen Druckstoß, aufgewirbelt werden und dadurch explosionsfähige Gemische bilden.

Abgelagerte Stäube werden mit den folgenden Brennkenngrößen beschrieben:

Brennzahl (Brennverhalten) J

Glimmtemperatur/Mindestzündtemperatur J

Selbstentzündung J

Die Brennkenngrößen verschiedenster Stäube sind in der Literatur beschrieben. Untersuchungs-ergebnisse können z.B. der Staubdatenbank GE-STIS-STAUB-EX [7] entnommen werden. Sofern keine zutreffenden Referenzwerte vorliegen, sind diese experimentell zu ermitteln.

Dabei sind die Betriebsparameter zu beachten (z.B. Feuchte, Verunreinigungen, Temperaturni-veau, chemische Eigenschaften/Prozesse, elek-trostatische Eigenschaften).

4.1.2 Brennbare Filtermedien/Einbauten

Bei filternden Abscheidern erfolgt die Trennung der Feststoffteilchen aus der Gasphase an Filter-medien, die konventionell aus brennbaren Mate-rialien bestehen:

natürliche organische Stoffe (z.B. Papier) J

künstliche organische Stoffe (z.B. Nadelfilz, J

Kunststoffe)

Brennbare Filtermedien und Einbauten stellen häufig die bestimmende Brandlast in Entstau-bungsanlagen dar und müssen deshalb bei der Gefährdungsbeurteilung mitbetrachtet werden.

4.1.3 Brennbare Gase

Durch technologische Prozesse oder Pyrolyse-vorgänge können brennbare Gase (z.B. Schwel-gase) auftreten, die ebenfalls bei der Gefähr-dungsbeurteilung mit zu berücksichtigen sind (hybride Gemische).

4.2 Zündquellen

In der Literatur (EN 1127-1 [8] und VDI 2263 Blatt 6 [1] ) werden 13 Zündquellen beschrieben, die für das Auslösen einer Staubexplosion betrachtet werden müssen. Von diesen Zündquellen kön-nen erfahrungsgemäß nur folgende Zündquellen zu Bränden in Entstaubungsanlagen führen:

heiße Oberflächen J

heiße Partikel J

Flammen und heiße Gase J

Bild 4: Beispiel für einen Starrkörperfilter – Sinterlamellenfilter

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mechanisch erzeugte Funken J

statische Elektrizität J

exotherme Reaktionen, einschließlich Selbst- J

entzündung von Stäuben

Je nach Herkunft der Zündquellen wird unter-schieden in:

geräteeigene Zündquellen J

von außen einwirkende Zündquellen J

von außen eingetragene Zündquellen J

aus dem Staub heraus entstehende Zündquel- J

len

Für jede Anlage ist im Rahmen der Gefährdungs-beurteilung zu prüfen, welche Zündquellen möglich und zündwirksam sind. Entsprechende Schutzmaßnahmen zum Vermeiden wirksamer Zündquellen sind zu treffen.

4.2.1 Heiße Oberflächen

Kommen Stäube mit heißen Oberflächen in Be-rührung, kann es zu einer Entzündung kommen. Die Wahrscheinlichkeit einer Zündung nimmt mit zunehmender Temperatur und mit zunehmender Oberfläche der erhitzten Fläche zu.

Als Hilfsmittel für die Bewertung einer Entzün-dung im Einzelfall, können die Brennkenngrößen „Glimmtemperatur/Mindestzündtemperatur“ und „Selbstentzündung“ von Bedeutung sein.

Heiße Oberflächen in und an Entstaubungsan-lagen treten erfahrungsgemäß hauptsächlich durch Fehlfunktion an mechanisch bewegten Teilen durch Reibung (z.B. heißlaufende Wellen und Lager) oder durch Störungen bei betriebs-mäßig heißen Oberflächen auf (z.B. durch Fehler in der Temperaturbegrenzung). Auch in engen Gehäusen bewegte Teile (z.B. Ventilatoren) kön-nen durch Verlagerung der Achsen, durch Abla-gerungen oder eingedrungene Fremdkörper zu Reibvorgängen führen, die hohe Oberflächen-temperaturen hervorrufen.

Eingetragene Glimmnester wirken wie heiße Oberflächen und müssen entsprechend berück-sichtigt werden.

Für heiße Oberflächen ist charakteristisch, dass sie sehr lange auf abgelagerten Staub einwirken können, was die Möglichkeit der Bildung von Schwelgasen begünstigt.

Einen Sonderfall stellen durch Trenn-, Schneid- und Schweißarbeiten an Entstaubungsanlagen bedingte heiße Oberflächen dar. An die Anwen-dung dieser Verfahren werden besondere Brand-schutzanforderungen und Sicherheitsvorkeh-rungen gestellt.

4.2.2 Heiße Partikel

Heiße Partikel sind feste Teilchen, die auf ver-schiedene Weise entstehen und aufgrund ihrer Temperatur zündwirksam sein können. Zu den bekanntesten zählen Schweißpartikel, die beim Schweißen oder Brennschneiden von Eisenme-tallen entstehen. Diese können kurzzeitig eine Maximaltemperatur von 1.800 °C erreichen.

Heiße Partikel entstehen auch bei Verbrennungs-prozessen fester Stoffe. Als Glut transportieren diese Teilchen Wärme- und Strahlungsenergie, die jedoch unterhalb der von Schweißpartikeln liegen, aber gleichwohl zündwirksam sein kön-nen.

Auch aus Glutnestern oder Glimmbränden kön-nen sich heiße Partikel lösen. Ferner sind noch nicht verloschene Zigarettenreste zu berücksich-tigen. Im Luftstrom können diese Temperaturen von ca. 800 °C erreichen.

4.2.3 Flammen und heiße Gase

Flammen sowie deren heiße Reaktionsprodukte zählen zu den wirksamsten Zündquellen, da sie Temperaturen von über 1.000 °C erreichen kön-nen und langzeitig wirksam sind. Im Regelfall entstehen Flammen und deren heiße Reaktions-produkte durch Brände in Entstaubungsanlagen vorgeschalteten Einrichtungen und Anlagen (z.B. Mahlanlagen, Mischern, mechanischen Förderor-ganen) und werden von hier in die Entstaubungs-anlagen eingetragen.

Heiße Gase werden auch dann in Entstaubungs-anlagen eingeleitet, wenn Staubpartikel aus hei-ßen Abgasströmen abgetrennt werden sollen (z.B. bei der Rauchgasreinigung in Heiz- und Kraftwerken oder bei der Abluftreinigung nach Schmelz- und Trockenprozessen). In diesen Fäl-len geht die Brandgefährdung größtenteils nicht von den abzuscheidenden Staubpartikeln son-dern von den brennbaren Filtermedien aus. Hier bestimmt die Zündtemperatur des Filtermediums unter Berücksichtigung des einzuhaltenden Si-cherheitsabstands, welche maximale Temperatur der Heißgasstrom haben darf.

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4.2.4 Mechanisch erzeugte Funken

Durch Reib-, Schlag- und Abtragsvorgänge (z.B. Schleifen) werden aus festen Materialien Teilchen abgetrennt, die eine erhöhte Temperatur aufwei-sen. Diese vermögen auch abgelagerten Staub vornehmlich durch die Bildung von Glimmnestern zu entzünden.

Mechanisch erzeugte Funken entstehen auch durch das Eindringen von Fremdmaterialien (z.B. Steinen oder Metallstücken) in Maschinen (z.B. Mahlanlagen oder Holzbearbeitungsmaschinen).

Die Zündfähigkeit der Funken ist materialabhän-gig und wird insbesondere von der Temperatur und Größe der Funken bestimmt. Funkengarben haben dabei eine höhere Zündwahrscheinlichkeit als einzelne Funken. Bei Relativgeschwindig-keiten üblicher metallischer Werkstoffe gegenei-nander oder gegen Stein unter 1 m/s sind me-chanisch erzeugte Funken nicht zu erwarten. Bei Relativgeschwindigkeiten > 10 m/s ist in jedem Fall eine Zündgefahr zu unterstellen.

4.2.5 Statische Elektrizität

Elektrostatische Aufladungen können durch die von ihnen hervorgerufenen Entladungserschei-nungen eine Zündgefahr auch für abgelagerten Staub in Entstaubungsanlagen sein.

Statische Elektrizität entsteht allgemein durch Deformation oder Zerreißen von Stoffen, Reibung von Körpern aneinander sowie Misch- und Strö-mungsvorgängen. Dabei wird die Ansammlung von elektrischen Ladungen sowohl durch die In-tensität der Bewegung als auch durch die Mög-lichkeit des Ladungsabflusses bestimmt. Eine Aufladung entsteht immer dann, wenn die Tren-nung der Teile schneller erfolgt, als die Ladungen zurückfließen können oder wenn die Beweglich-keit der Elektronen durch einen zu hohen Wider-stand herabgesetzt ist.

4.2.6 Exotherme Reaktionen, einschließlich Selbstentzündung von Stäuben

Unter Selbstentzündung einer Staubschüttung (Oxidationsreaktion) wird der Vorgang verstan-den, bei dem abgelagerter Staub bei allseitiger Wärmeeinwirkung und Anwesenheit von Luftsau-erstoff nach vorangegangener Selbsterhitzung zur Entzündung kommt. Die Temperatur, bei der in einer Staubablagerung Selbstentzündung ein-tritt, ist abhängig von der Staubart, von der Wär-meleitfähigkeit (Isolationsverhalten) der Staubteil-chen, von der Größe der Schüttungen sowie von

der Dauer der Wärmeeinwirkung. Diese nimmt bei gleicher Form der Schüttung mit zunehmendem Volumen der Ablagerungen stetig ab.

Unter exothermer Zersetzung wird – im Gegensatz zur Selbstentzündung – eine auch ohne Luftsau-erstoff stattfindende Reaktion (Zersetzungsre-aktion) verstanden, die zu einer Selbsterhitzung führt. Wie bei der Selbstentzündung ist auch bei der exothermen Zersetzung die Volumenabhän-gigkeit zu beachten.

Übersteigt die Wärmeproduktion die Wärmeab-gabe an die Umgebung (Wärmestau), so kommt es zu einem Temperaturanstieg und beim Errei-chen der Zündtemperatur zu einer Entzündung des Staubes. Glimmnester und/oder offene Brän-de sind die Folge.

Beispiele für exotherme Prozesse sind die Selbst-entzündung brennbarer Stäube, die Selbsterhit-zung von Futtermitteln durch biologische Pro-zesse, die Zersetzung organischer Peroxide, Polymerisationsreaktionen oder die aluminother-mische Reaktion von oxidiertem Stahlstaub mit Aluminium, Titan oder Zirkonium.

Die Selbsterwärmungsprozesse werden begün-stigt durch eine schlechte Wärmeleitung von Staubschüttungen, durch erhöhte Produkttem-peraturen, große Staubmengen und lange La-gerzeiten ohne Bewegung des Staubes. Bei organischen Produkten kann der Entzündung eine Verschwelung vorausgehen. Hierbei können brennbare Schwelgase entstehen, die einen of-fenen Brand begünstigen. Innerhalb von Staub-schüttungen reicht im allgemeinen der zur Verfü-gung stehende Luftsauerstoff nur zur Ausbildung eines örtlich begrenzten Schwel- oder Glimm-brandes aus.

Mit Selbsterhitzungsgefahren ist insbesondere bei Entstaubungsanlagen zu rechnen, die bei er-höhter Temperatur oder mit einer Begleitheizung betrieben werden. Die das Selbsterhitzungsver-halten eines Staubes charakterisierende Selbst-entzündungs- bzw. Zersetzungstemperatur sinkt mit steigendem Volumen einer Staubablagerung.

Zur Selbstentzündung neigen insbesondere Stäube der Staubklassen „natürliche organische Stäube“ und „Metalle und Metalllegierungen mit einem Anteil organischer Stoffe“.

4.2.7 Sonstige Zündquellen

Neben den beschriebenen Zündquellen, die er-fahrungsgemäß für Brände in Entstaubungsanla-

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gen betrachtet werden müssen, ist nicht auszu-schließen, dass Brände als Folge von Staubex-plosionen, durch Blitzschlag, elektrische Anlagen oder andere nicht vorhersehbare Einwirkungen (z.B. Brandstiftung) ausgelöst werden. Wegen des nichtkalkulierbaren Auftretens dieser Zünd-quellen erfolgt hier keine detaillierte Betrachtung, gleichwohl sind sie bei der Gefährdungsanalyse mit zu betrachten.

4.3 Sauerstoff/Oxidationsmittel

Staub wird den Entstaubungsanlagen fast aus-schließlich pneumatisch zugefördert. Somit kann davon ausgegangen werden, dass immer ausrei-chend Luftsauerstoff vorhanden ist, der eine exo-therme Oxidation ermöglicht.

Hinzu kommt, dass Luftsauerstoff die Filtermedi-en und den Staub durchströmt und ständig frisch nachgeführt wird. Im Falle eines Entstehungs-brandes trägt diese Anfachung ganz wesentlich zu einer Ausbreitung des Brandes bei.

Der Luftsauerstoff lässt sich lediglich durch eine Inertisierung der gesamten Anlage fernhalten. In der Regel erfordert eine Inertisierung eine gasdichte Ausführung der Anlage und einen ge-schlossenen Gaskreislauf (z.B. Mahlen von Alu-minium). Bei offenen Anlagen sind aufgrund der erforderlichen Mengen an Inertgas derartige Lö-sungen jedoch meist unwirtschaftlich.

Sollten in einer Entstaubungsanlage erhöhte Sau-erstoffkonzentrationen (z.B. durch eingetragene Oxidationsmittel wie Permanganate, Dichromate oder durch Sauerstoff aus dem abzuscheidenden Prozess) vorliegen, dann wird die Brandentste-hung begünstigt und es muss mit einer inten-siveren Brandausbreitung gerechnet werden.

5 Gefährdungsbeurteilung

Die Beurteilung der Brandgefährdung in Entstau-bungsanlagen setzt die Kenntnis der temperatur-bezogenen Brennzahl (BZT), der Glimmtempe-ratur und des Selbstentzündungsverhaltens des Staubes voraus.

Die Brennzahl (BZT) beschreibt das Brennverhal-ten abgelagerten Staubes und gestattet zumin-dest eine grobe Abschätzung dahingehend, ob abgelagerter Staub entzündet wird und ob sich im entzündeten Staub ein Glimmbrand oder ein offener Brand entwickeln kann. Die Abstufung

der Brennzahl wurde bereits unter Abschnitt 2 be-schrieben.

Bei der Beurteilung des Brennverhaltens von Stäuben ist zu beachten, dass auch metallische Stäube (insbesondere Leichtmetallstäube, aber auch andere metallische Stäube mit Anhaftungen organischer Stoffe, wie z.B. Öle) brennen kön-nen. Liegen keine Brennkenngrößen des Staubes bzw. Staubgemisches vor, müssen diese ermittelt werden.

Neben dem Staub sind auch das Filtermedium und andere brennbare Bauteile der Entstau-bungsanlage in die Gefährdungsbeurteilung ein-zubeziehen.

Sind nichtbrennbare Stäube oder Stäube mit der Brennzahl BZT 1 und keine brennbaren Filterme-dien vorhanden, müssen keine brandschutztech-nischen Maßnahmen vorgesehen werden. In die-sem Fall handelt es sich um eine Entstaubungs-anlage in der Ausführung A (s. Abschnitt 6.1).

Bei Stäuben mit der Brennzahl BZT 1 und Vor-handensein brennbarer Filtermedien oder bei Stäuben mit der Brennzahl BZT 2 oder 3 und Vor-handensein nichtbrennbarer Filtermedien sind im Regelfall Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden ausreichend. In diesem Fall handelt es sich um eine Entstaubungsanlage in der Ausfüh-rung B (s. Abschnitt 6.2).

Bei Stäuben mit einer Brennzahl BZT > 3, sind unabhängig von den verwendeten Filtermedien Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden und Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall unbedingt anzuraten. In diesem Fall handelt es sich um eine Entstaubungsanlage in der Ausführung C (s. Abschnitt 6.3).

Entstaubungsanlagen mit Brandlasten,

die erhöhten Verfügbarkeitsanforderungen un- J

terliegen, bei denen aufgrund behördlicher Auflagen J

(z.B. Umweltschutzauflagen) ein höherer Si-cherheitsstandard gefordert wird oder bei denen im Brandfall eine Gefährdung be- J

nachbarter Anlagen gegeben ist,

sind grundsätzlich in die Ausführung C einzustu-fen.

Stäube mit der Brennzahl BZT 6 erfordern auf-grund der rasanten Abbrandgeschwindigkeit eine Einzelfallbetrachtung, die nicht Gegenstand dieses Merkblattes ist.

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Ermittlung der Brennkenngrößen des Staubes

LiegenStäube mit einer

Brennzahl1 < BZT < 6

vor?

LiegenStäube mit einer

Brennzahl3 < BZT < 6

vor?

Sind dieFiltermedienbrennbar?

Erhöhte Verfügbarkeitder Anlage oder

Umweltauflagen oderGefährdung von

Nachbaranlagen?

Sind dieFiltermedienbrennbar?

Ausführung B

Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur

„Verhütung von Bränden“

Entstaubungsanlage inStandardausführung

Ausführung A Ausführung C

Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur

„Verhütung von Bränden“ und zur „Schadenbegrenzung

im Brandfall“

nein

nein

nein

nein

nein

ja

ja

ja

ja

ja

Bild 5: Ablaufschema zur Beurteilung der Brandgefährdung mit Brennzahlen BZT 1 bis BZT 5

Page 12: Merkblatt zur Schadenverhütung - vds.devds.de/fileadmin/vds_publikationen/vds_3445_web.pdf · J Fliehkraftabscheider (z.B. Zyklonabscheider) Massenkraftabscheider sind in der VDI-Richtlinie

Brandschutz in Entstaubungsanlagen VdS 3445 : 2008-09 (01)

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Zu den organisatorischen Maßnahmen zählen insbesondere:

Verhinderung des Zündquelleneintrags (z.B. J

Zigarettenkippen)Verhinderung des Eintrags von Fremdkörpern J

(z.B. Abfälle)regelmäßige Entleerung des Staubsammelbe- J

hältersVermeidung von Staubansammlungen J

Unterlassung feuergefährlicher Arbeiten (Aus- J

nahmen nur nach Ausstellung eines Erlaub-nisscheines für feuergefährliche Arbeiten (VdS 2036 [9]) und Festlegung von Sicherheitsvor-kehrungen)regelmäßige Inspektionen, Wartung und In- J

standsetzung

Zur Unterdrückung von Entzündungen selbstent-zündlicher Stäube kann die Additivzugabe eine wirksame Maßnahme sein.

Eine detaillierte Beschreibung der Maßnahmen zur Verhütung von Bränden erfolgt im Abschnitt 7.1.

Die Auswahl einzelner oder mehrerer erforder-licher Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden muss in Übereinstimmung mit der Beur-teilung der Brandgefährdung erfolgen.

Im Einzelfall kann es bei der Ausführung B sinn-voll sein, Löschanlagen als Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall einzusetzen.

In die Gefährdungsbeurteilung der Entstau-bungsanlage sind neben dem normalen Betrieb auch die An- und Abfahrphasen, der Stillstand, Störungen sowie Instandsetzungsmaßnahmen einzubeziehen. Die Gefährdungsbeurteilung ent-bindet den Betreiber nicht davon, ständig die Prozessparameter der Entstaubungsanlage auf Veränderungen gegenüber den Verhältnissen der Auslegungsphase und der bestimmungsge-mäßen Verwendung zu überprüfen und gegebe-nenfalls entsprechende Maßnahmen zu ergrei-fen.

In Bild 5 ist das Ablaufschema zur Beurteilung der Brandgefährdung dargestellt. Eine Vorlage zur Beurteilung der Brandgefährdung befindet sich in Anhang 3.

6 Schutzausführungen

In Abhängigkeit von der Brennbarkeit des Stau-bes, der Filtermedien sowie weitergehender Ri-sikokriterien (z.B. Verfügbarkeit, Umweltauflagen, Nachbarschaftsgefährdung) müssen Schutzmaß-nahmen zur Verhütung von Bränden und Maß-nahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall abgeleitet werden.

6.1 Ausführung A

Entstaubungsanlagen der Ausführung A können grundsätzlich ohne brandschutztechnische Maß-nahmen betrieben werden. Die bestimmungsge-mäße Verwendung muss gewährleistet sein.

6.2 Ausführung B

In Entstaubungsanlagen der Ausführung B kann der Brandschutz durch technische und/oder or-ganisatorische Maßnahmen zur Verhütung von Bränden gewährleistet werden.

Bewährte technische Maßnahmen sind z.B.:

Funkenlöschanlagen J

Funkenausscheidungsanlagen J

Schnellschließende Schieber J

Funkenvorabscheider J

Erdung/Potenzialausgleich (s. Bild 6) J

Verwendung schwerentflammbarer Filter- J

medien

Bild 6: Beispiel für die Erdung einer Entstaubungsan-lage

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Brandschutz in EntstaubungsanlagenVdS 3445 : 2008-09 (01)

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6.3 Ausführung C

In Entstaubungsanlagen der Ausführung C wird der Brandschutz durch Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden und durch Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall gewährlei-stet.

Neben den Maßnahmen zur Verhütung von Brän-den (s. Abschnitt 7.1) erhalten bei dieser Ausfüh-rung die Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall besondere Bedeutung (s. Abschnitt 7.2 und Anhang 2). Sind Brandpotenziale durch Staub und/oder Filtermedium vorhanden, ist eine schnelle und wirksame Brandbekämpfung nur mit automatischer Brandschutztechnik möglich. Das erfordert den Einsatz automatischer Brandmel-deanlagen zur schnellen Branderkennung und –meldung sowie von stationären Löscheinrich-tungen mit automatischer oder manueller Auslö-sung zur unverzögerten Brandbekämpfung.

Die Auswahl einzelner oder mehrerer der unter Abschnitt 7 beschriebenen Schutzmaßnahmen muss in Übereinstimmung mit der Beurteilung der Brandgefährdung erfolgen (s. auch Vorlage zur Beurteilung der Brandgefährdung im Anhang 3).

7 Schutzmaßnahmen

Die Verhinderung einer Brandentstehung ist wesentlicher Bestandteil des vorbeugenden Brandschutzes in Entstaubungsanlagen. Scha-denerfahrungen zeigen jedoch, dass aufgrund betrieblicher Anforderungen eine zuverlässige Schadenvermeidung in der Praxis nicht immer si-chergestellt werden kann. Da ein Schaden nicht

mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann, sind Maßnahmen zur Schadenbe-grenzung innerhalb der Entstaubungsanlage not-wendig.

Die Brandbekämpfung in Entstaubungsanlagen muss jederzeit ohne Gefährdungen (insbesonde-re für Personen) möglich sein. Das Schadenaus-maß muss dabei auf ein vertretbares Maß redu-ziert werden. Aus Sicht des Sachwertschutzes und den Anforderungen an die Verfügbarkeiten sollte das Schutzziel mindestens darin beste-hen, den Erhalt der Entstaubungsanlage bei Verlust der Filtermedien sicherzustellen. Das erfordert, einen Brand in der Entstehungsphase sicher zu detektieren und zeitnah zu bekämpfen.

Eine Brandbekämpfung innerhalb von Entstau-bungsanlagen mit Feuerlöschern und Wandhy-dranten ist aufgrund der bestehenden Personen-gefährdung nur durch entsprechend ausgebil-detes Personal bzw. durch die Feuerwehr durch-zuführen.

7.1 Maßnahmen zur Brandverhütung

Sind im Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung Schutzmaßnahmen zur Brandverhütung erfor-derlich, kann dies durch vielfältige technische Lösungen erfolgen. Zum einen sind dies kon-struktive und verfahrenstechnische Maßnahmen zur Brandverhütung (Beispiele im Anhang 2). Zum anderen kann je nach Anlagenkonstellati-on durch weitere technische Maßnahmen (auch in Kombination) Einfluss auf die Brandverhütung genommen werden (s. Bild 7).

Bild 7: Technische Maßnahmen zur Brandverhütung

Technische Maßnahmen

Funkenerkennung mit Löschung/Ausscheidung Additiv-Zugabe

- Funkenlöschanlage - Funkenausscheidungsanlage - schnell schließende Schieber, Ventile und/oder Klappen

- Schwergut- und Metallabscheider - Funkenvorabscheider

Vorabscheidung

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Brandschutz in Entstaubungsanlagen VdS 3445 : 2008-09 (01)

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Funkenerkennungsanlagen sind Einrichtungen zur automatischen Erkennung eines Funken-fluges. Sie bestehen im Wesentlichen aus Fun-kenmeldern, Funkenmelderzentrale und einer Alarmierung.

Durch die Funkenerkennung können Funken – bevor sie in die Entstaubungsanlage eintreten – in der Rohgasleitung über Funkendetektoren erkannt und weitere Maßnahmen eingeleitet wer-den. Dies können z.B. sein:

Alarmierungen J

Ansteuerungen von Einrichtungen (Abschalten J

von Anlagenteilen, Schließen/Umschalten von Klappen, etc.)Auslösen von Funkenlösch-, Funkenausschei- J

dungs- oder anderer Löschanlagen, etc.

Funkenlöschanlagen sind Einrichtungen zur automatischen Erkennung und Löschung von Funken im Förderstrom. Sie bestehen im Wesent-lichen aus Bauteilen zur Funkenerkennung- und -löschung.

Zur Löschung werden Wasser oder andere geeig-nete Löschmittel in die Rohgasleitung eingedüst. Die staubemittierende Anlage sowie die Entstau-bungsanlage können in den meisten Fällen wäh-rend des Löschvorgangs ohne Unterbrechung weiterbetrieben werden.

Funkenlöschanlagen sind geeignet, den Eintrag einzelner Funken zuverlässig zu vermeiden. Ist mit Funkenregen oder Glutnestern im Förder-strom zu rechnen, sind in jedem Falle zusätzliche Maßnahmen (z.B. Löscheinrichtung innerhalb der Entstaubungsanlage) notwendig.

Zur Ansteuerung von Löschanlagen (z.B. in der Entstaubungsanlage) kann auch eine Funken-nacherkennung in der Reingasleitung eingesetzt werden.

Funkenausscheidungsanlagen sind Einrich-tungen zur automatischen Erkennung und Ab-leitung des funkenbelasteten Förderstroms. Sie bestehen im Wesentlichen aus Bauteilen zur Fun-kenerkennung- und -ausscheidung. Hierbei wird das funkenbelastete Fördergut im Regelfall in einen sicheren Behälter ausgeschleust. Zur Re-duzierung der Anforderungen an Auffangbehäl-ter etc. erfordern Funkenausscheidungsanlagen meist eine kurzzeitige Stillstandszeit der staub-emittierenden Anlage. Funkenausscheidungsan-lagen sind nur für kleinere Fördermengen wirt-schaftlich einsetzbar.

Schnellschließende Schieber, Ventile und Klap-pen dienen der Absperrung des Förderstromes, bevor das zündfähige Material in die Entstau-bungsanlage gelangt. Zur Ansteuerung können Funkenerkennungsanlagen eingesetzt werden.

Additiv-Zugabe führt zur Veränderung des Zünd-verhaltens des Staubes. Zur Verbesserung des Brandschutzes werden inerte Additive eingesetzt, z.B. Calziumhydroxid (Ca(OH)2) oder Calziumcar-bonat (CaCO3).

Je nach Art der Zugabe erfolgt eine Schichtung von Additiv und Staub (diskontinuierliche Additiv-Zugabe) oder eine vollständige Durchmischung (kontinuierliche Additiv-Zugabe).

Das Additiv lagert sich an der Oberfläche der Staubpartikel an und führt so zu einer Verringe-rung der chemisch reaktionsfähigen Oberfläche. Ferner kann die physikalische Eigenschaft, wie das Agglomerieren, unterbunden werden.

Das Verfahren der Additiv-Zugabe dient vorran-gig dem Explosionsschutz, wird aber häufig auch dann angewendet, wenn es darum geht, eine Entzündung selbstentzündlicher Stäube zu unter-drücken. Zur Minimierung der Brandgefahr muss in Versuchen die notwendige Zugaberate für das Additiv ermittelt werden. Auf den Schutz der Fil-termedien hat die Additivzugabe keine nachge-wiesenen Auswirkungen.

Schwergut- und Metallabscheider werden in Förderstrecken zum Absondern von störenden Bestandteilen eingesetzt, um nachteilige Aus-wirkungen in nachgeschalteten Prozessen oder in Förderanlagen und Entstaubungsanlagen zu mindern. Bei Abscheidung größerer (heißer oder glühender) Partikel bzw. Metallteile (die zu Fun-kenschlag führen können) stellen diese Einrich-tungen u.U. einen wesentlichen Bestandteil des Brandschutzes in Entstaubungsanlagen dar.

Kann das Abscheiden aller zündfähigen Partikel hierdurch nicht sichergestellt werden, sind wei-tere Maßnahmen (z.B. Funkenlöschanlagen) not-wendig.

Funkenvorabscheider sind Einbauten in der Rohrleitung zur Entstaubungsanlage, die heiße Partikel aus dem Rohgas abscheiden.

Hierbei werden neben Massenkraftabscheidern auch für diesen Einsatzzweck speziell präparierte Abscheider (z.B. Keramikschüttungen, s. Bild 8) eingesetzt. Allerdings ist die Wirksamkeit be-grenzt.

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Häufi g werden auch nicht brennbare Kassetten eingesetzt, die sich jedoch mit dem abzuschei-denden Material zusetzen können. Das macht re-gelmäßige Reinigungsarbeiten notwendig, damit die Staubanhäufung eines zur Selbstentzündung neigenden Staubes nicht zur Zündquelle wird.

Massenkraftabscheider besitzen ein relativ großes Volumen. Die heißen Partikel werden auf-grund ihrer Massenträgheit in einen strömungs-freien Bereich ausgetragen und somit aus dem Rohgasstrom abgeschieden. Sie sind nahezu wartungsfrei.

Anlagen und Einrichtungen zur Brandverhütung sind generell nach den anerkannten Regeln der Technik zu planen, zu errichten und zu betreiben. Funkenerkennungs-, Funkenausscheidungs- und Funkenlöschanlagen z.B. nach den Richtlinien VdS 2106 [10].

7.2 Maßnahmen zur Schadenbegrenzung

Bei der Auswahl der Schutzmaßnahmen sind neben dem normalen Betrieb die An- und Ab-fahrphasen, Störungen, der Stillstand sowie die Instandhaltung zu berücksichtigen.

Bei Bränden in Entstaubungsanlagen und deren Bekämpfung sind folgende allgemeine Hinweise zu beachten:

Die Entstaubungsanlage sowie vor- und nach- J

geschaltete Anlagen müssen grundsätzlich abgeschalten werden (z.B. Not-Aus-Schalter).Bei brennbaren Stäuben sind die Löschmit- J

tel so einzubringen, dass keine Staubaufwir-belungen auftreten (Explosionsgefährdung).Die Entstaubungsanlage ist im Brandfall grund- J

sätzlich abzuschalten.

7.2.1 Branderkennung

Folgende Möglichkeiten zur Branderkennung werden in Entstaubungsanlagen erfolgreich an-gewandt (s. Bild 9).

Maximaltemperaturmelder reagieren bei Errei-chen einer voreingestellten Temperatur. Im Hin-blick auf eine risikogerechte Brandfrüherkennung ist die Wirksamkeit von Thermoelementen unter ungünstigen Bedingungen als eingeschränkt zu beurteilen, da die Wärme, je nach Positionierung des Melders, nur verzögert erkannt wird. Derar-tige Bedingungen liegen z.B. vor, wenn die Wär-me aufgrund von ungünstigen Strömungsverhält-nissen am Melder vorbeigeführt wird. Der Platzie-rung der Melder ist im Hinblick auf die ständige Luft- und im Brandfall auch Wärmeabführung besondere Beachtung zu schenken.

Differentialmelder reagieren auf einen Tem-peraturanstieg innerhalb einer Zeitspanne. Sie werden dort eingesetzt, wo mit einem schnellen Temperaturanstieg zu rechnen ist, oder wo hohe Schwankungen in der Betriebstemperatur auftre-ten. Langsam anlaufende Brände werden nicht erkannt, so dass grundsätzlich ein Maximaltem-peraturmelder mit integriert werden muss.

Bei Einsatz von Differentialmeldern ist darauf zu achten, dass bei Anlauf- oder Abschaltvorgängen keine Täuschungsalarme auftreten. Bei Abschalt-vorgängen ist ggf. ein Nachlaufen der Anlage zur Vermeidung einer Überhitzung indiziert.

Bei der Platzierung der Melder ist ebenfalls die Luft- und im Brandfall die Wärmeabfuhr zu beach-ten.

Temperaturmessungen und das Aufzeichnen von Temperaturverläufen sind in der Prozessleit-technik üblich. Beim Einsatz der Prozessleittech-nik zur „Branderkennung“ sind besondere Anfor-derungen an die Bauteile, insbesondere an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zu stellen.

Zur Branderkennung kann z.B. eine Differenztem-peraturmessung sinnvoll sein. Hierbei wird die Temperatur der Rohgasseite mit der Temperatur der Reingasseite verglichen. Bei Überschreitung eines Schwellenwertes (z.B. ∆T = 15 °C) erfolgt eine Gefahrenmeldung. Der Schwellenwert ist auf die jeweilige Anlage abzustimmen.

Strahlungsmelder reagieren auf die von einer Flamme ausgehende Strahlung (IR, UV). Sie sind zur Erkennung von offenen Flammen als auch zur Detektion von Glimmbränden geeignet. Im Infra-

Bild 8: Beispiel für eine Kassette mit Keramikschüt-tung als Funkenvorabscheider

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rotbereich kann die Strahlung in gewissen Gren-zen auch durch Staub-Luftgemische dringen.

Rauchgas-Überwachung basiert auf der Mes-sung der bei der Verbrennung entstehenden Gase, z.B. Kohlenmonoxid (CO). Einrichtungen zur Rauchgas-Überwachung arbeiten sehr em-pfi ndlich und zuverlässig. Besonders geeignet sind diese Einrichtungen für das Erkennen von Schwel- und Glimmbränden.

Rauchgasdichtemessgeräte werden reingas-seitig installiert und geben Auskunft über die Beladung des Reingases. Im Brandfall ist davon auszugehen, dass infolge des entstehenden Brandrauches bzw. nach Durchschlag des Fil-termediums, die Staubbeladung im Reingasbe-reich sprunghaft ansteigt und der Brand erkannt wird. Eine Branderkennung ist nur im Betrieb, bei laufendem Ventilator, zuverlässig möglich. Zur Brandfrüherkennung sind diese Geräte nicht ge-eignet.

Rauchmelder können eingesetzt werden, wenn der Staubanteil reingasseitig ausreichend redu-ziert ist (z.B. mit sog. Probenkammermeldern). Probenkammermelder sind bis zu Strömungs-geschwindigkeiten von 20 m/s einsetzbar. Dabei werden einem außerhalb der Entstaubungsanlage liegenden Rauchmelder ständig Luftproben aus dem Förderstrom zugeführt. Eine Branderken-nung ist nur im Betrieb, bei laufendem Ventilator,

zuverlässig möglich. Aufgrund der Umweltbedin-gungen sind die Standzeiten von verschmutzten Meldern ggf. reduziert.

Ansaugbrandmelder führen sich den Rauch über ein Rohrsystem selbst zu. Das Rohrsystem ist mit einer oder mehreren Eintrittsöffnungen ver-sehen. Aus dem Überwachungsbereich werden somit ständig Luftproben angesaugt. Die ange-saugte Luft wird auf Rauch, ggf. auch auf Wär-me, überwacht. Den Meldern können Filter oder Abscheider vorgeschaltet werden, die ihn vor Staub schützen. Dadurch wird die Täuschungs-alarmrate gesenkt und die Standzeit des Melders erhöht. Auch im abgeschalteten Zustand der Ent-staubunganlage werden kontinuierlich aktiv Luft-proben angesaugt, so dass eine kontinuierliche Überwachung gegeben ist.

Branderkennungs- und Brandmeldeanlagen sind nach den anerkannten Regeln der Technik zu pla-nen, zu errichten und zu betreiben, z.B. Richtli-nien VdS 2095 [11].

Zur Vermeidung von Täuschungsalarmen können Melder in Zwei-Meldungs-Abhängigkeit geschal-tet werden. Das Signal des ersten Brandmelders führt dabei zu einem Voralarm (Kontrollmaß-nahmen veranlassen). Beim Ansprechen eines zweiten Brandmelders sind sofort Maßnahmen zur Brandbekämpfung einzuleiten.

Bild 9: Branderkennung in Entstaubungsanlagen

Merkblatt zur Schadenverhütung

Entwurf - Stand: 20.01.2008 Seite 17 von 51

© Copyright by VdS Schadenverhütung GmbH Postfach 103753 • D-50477 Köln

Bild 3: Branderkennung in Entstaubungsanlagen Maximaltemperaturmelder reagieren bei Erreichen einer voreingestellten Temperatur. Im Hinblick auf eine risikogerechte Brandfrüherkennung ist die Wirksamkeit von Thermoelementen unter ungünstigen Bedingungen als eingeschränkt zu beurteilen, da die Wärme, je nach Positionierung des Melders, nur verzögert erkannt wird. Derartige Bedingungen liegen z.B. vor, wenn die Wärme aufgrund von ungünstigen Strömungsverhältnissen am Melder vorbeigeführt wird. Der Platzierung der Melder ist im Hinblick auf die ständige Luft- und im Brandfall auch Wärmeabführung besondere Beachtung zu schenken. Differentialmelder reagieren auf einen Temperaturanstieg innerhalb einer Zeitspanne. Sie werden dort eingesetzt, wo mit einem schnellen Temperaturanstieg zu rechnen ist, oder wo hohe Schwankungen in der Betriebstemperatur auftreten. Langsam anlaufende Brände werden nicht erkannt, so dass grundsätzlich ein Maximaltemperaturmelder mit integriert werden muss. Bei Einsatz von Differentialmeldern ist darauf zu achten, dass bei Anlauf- oder Abschaltvorgängen keine Täuschungsalarme auftreten. Bei Abschaltvorgängen ist ggf. ein Nachlaufen der Anlage zur Vermeidung einer Überhitzung indiziert. Bei der Platzierung der Melder ist ebenfalls die Luft- und im Brandfall die Wärmeabfuhr zu beachten. Temperaturmessungen und das Aufzeichnen von Temperaturverläufen sind in der Prozessleittechnik üblich. Beim Einsatz der Prozessleittechnik zur „Branderkennung“ sind besondere Anforderungen an die Bauteile, insbesondere an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zu stellen. Zur Branderkennung kann z.B. eine Differenztemperaturmessung sinnvoll sein. Hierbei wird die Temperatur der Rohgasseite mit der Temperatur der Reingasseite verglichen. Bei Überschreitung eines Schwellenwertes (z.B. ∆T = 15 °K) erfolgt eine Gefahrenmeldung. Der Schwellenwert ist auf die jeweilige Anlage abzustimmen. Strahlungsmelder reagieren auf die von einer Flamme ausgehenden Strahlung (IR, UV). Sie sind zur Erkennung von offenen Flammen als auch zur Detektion von Glimmbränden geeignet. Im Infrarotbereich kann die Strahlung in gewissen Grenzen auch durch Staub-Luftgemische dringen.

Branderkennung

energetische Umsetzung

stofflicheUmsetzung

Temperatur

Strahlung

Maximaltemperaturmelder Differentialmelder Temperaturmessung

Gas-überwachung

Gase

Strahlungsmelder Rauchgasdichtemessgerät Rauchmelder Ansaugbrandmelder

Aerosole

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Brandschutz in EntstaubungsanlagenVdS 3445 : 2008-09 (01)

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7.2.2 Brandmeldung

Jede Branderkennung in einer Entstaubungsan-lage muss eine Alarmierung zur Folge haben, um zeitnah brandbekämpfende Maßnahmen zu ermöglichen. Gefahrenmeldungen sind an eine ständig besetzte Stelle (innerbetrieblich oder ex-tern) weiter zu leiten.

Zur Warnung muss eine den Umgebungsbedin-gungen angepasste, interne akustische Alarmie-rung vorhanden sein. Der erforderliche Schall-druckpegel muss zu jeder Zeit 10 dB (A) über dem allgemeinen Geräuschpegel liegen.

Sollte sich im Rahmen der Gefährdungsbeur-teilung die Notwendigkeit einer automatischen Löscheinrichtung ergeben, so muss mit der au-tomatischen Branderkennung und Alarmierung auch eine automatische Auslösung der Löschan-lage erfolgen.

Neben der Auslösung einer Löschanlage kann es erforderlich sein, bestimmte Betriebsmittel anzu-steuern bzw. abzuschalten, um weitere Schäden (z.B. durch Brandweiterleitung oder Rückzün-dung) zu vermeiden.

Stillstandzeiten der Entstaubungsanlage dürfen nicht zur Energiefreischaltung der Brandmelde- und Ansteuerungsanlage führen. Eine netzunab-hängige Stromversorgung ist vorzusehen.

7.2.3 Brandbekämpfung

Üblicherweise ist mit Bränden fester und/oder schmelzender Stoffe (z.B. Kunststoffe) zu rech-nen (Brandklassen A und B). In Einzelfällen kann die Löschung von Metallbränden (Brandklasse D) erforderlich sein. Die Brandbekämpfung muss mit Löschmitteln erfolgen, welche auf die jewei-lige Brandklasse des brennenden Materials ab-gestimmt sind (s. Tabelle 2).

Löschmittel Brandklasse A1 Brandklasse B2 Brandklasse D3

Wasser X

Schaum X X

Pulver (ABC) X X

Pulver (BC) X

Pulver (D) X

Löschgase X X1 Brände fester Stoffe 2 Brände fl üssiger oder fl üssig werdender Stoffe 3 Brände von Metallen

Tabelle 2: Geeignete Löschmittel für Entstaubungsanlagen

Bild 10: Brandbekämpfung in Entstaubungsanlagen

Merkblatt zur Schadenverhütung

Entwurf - Stand: 20.01.2008 Seite 19 von 51

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7.2.3 Brandbekämpfung

Üblicherweise ist mit Bränden fester und/oder schmelzender Stoffe (z.B. Kunststoffe) zu rechnen (Brandklassen A und B). In Einzelfällen kann die Löschung von Metallbränden (Brandklasse D) erforderlich sein. Die Brandbekämpfung muss mit Löschmitteln erfolgen, welche auf die jeweilige Brandklasse des brennenden Materials abgestimmt sind (s. Tabelle 2). Löschmittel Brandklasse A Brandklasse B Brandklasse D Wasser X Schaum X X Pulver (ABC) X X Pulver (BC) X Pulver (D) X Löschgase X X Tabelle 2: Löschmittel für Entstaubungsanlagen Die Eignung der gewählten Brandbekämpfungseinrichtungen ist dem Schutzziel entsprechend auszuwählen. Das Schutzziel kann allerdings nur erreicht werden, wenn eine automatische Brandfrüherkennung gegeben ist. Für die Aufbringung des Löschmittels werden die nachfolgend beschriebenen Möglichkeiten unterschieden (s.Bld 4). Bild 4: Brandbekämpfung in Entstaubungsanlagen Zu den geeigneten stationären Löscheinrichtungen in Entstaubungsanlagen gehören Sprühwasserlöschanlagen, Schaumlöschanlagen, Gaslöschanlagen und Pulverlöschanlagen.

Löschanlagen sind nach den anerkannten Regeln der Technik zu planen, zu errichten und zu betreiben, z.B. nach den Richtlinien VdS 2395-1 [12], VdS 2109

halbstationäre Löscheinrichtungen

Brandbekämpfung

stationäre Löscheinrichtungen

manuelle Brandbekämpfung

sind automatisch oder manuell auslösbar

alle Teile sind ortsfest installiert

Löschmittel ist vor Ort bevorratet und die Löschmitteleinspeisung erfolgt automatisch

sind nicht selbsttätig wirksam

nicht alle Teile sind ortsfest installiert

Löschmittel wird im Regelfall durch die Feuerwehr eingespeist

Feuerwehr (einschl. betriebliche Löschgruppe)

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Die Eignung der gewählten Brandbekämpfungs-einrichtungen ist dem Schutzziel entsprechend auszuwählen. Das Schutzziel kann allerdings nur erreicht werden, wenn eine automatische Brand-früherkennung gegeben ist.

Für die Aufbringung des Löschmittels werden die nachfolgend beschriebenen Möglichkeiten unter-schieden (s. Bild 10).

Zu den geeigneten stationären Löscheinrich-tungen in Entstaubungsanlagen gehören

Sprühwasserlöschanlagen, J

Schaumlöschanlagen, J

Gaslöschanlagen und J

Pulverlöschanlagen. J

Löschanlagen sind nach den anerkannten Regeln der Technik zu planen, zu errichten und zu betrei-ben, z.B. nach den Richtlinien VdS 2395-1 [12], VdS 2109 [13], VdS 2109-S1 [14], VdS 2108 [15], VdS 2093 [16], VdS 2093-S [17], VdS 2380[18], VdS 2380-S1 [19], VdS 2111 [20], VdS 2496 [21] u.a.

Halbstationäre Löscheinrichtungen sind Löscheinrichtungen, die nicht in allen Teilen orts-fest installiert sind. Sie werden erst durch die Ein-speisung des Löschmittels durch die Feuerwehr wirksam und sind somit für Entstaubungsanlagen in der Regel ungeeignet. Sie können nur erfolg-reich angewendet werden, wenn die Löschmittel-einspeisung zeitnah nach der Brandentstehung erfolgt. Um das Schutzziel zu erreichen, sind er-fahrungsgemäß Interventionszeiten (Hilfsfrist der Feuerwehr) von weniger als drei Minuten erfor-derlich.

Stationäre Löscheinrichtungen mit automa-tischer oder manueller Auslösung sind im Unter-schied zu halbstationären Löscheinrichtungen in allen Teilen ortsfest installiert. Das Löschmittel ist vor Ort bevorratet.

Sprühwasserlöschanlagen sind Feuerlösch-anlagen mit ortsfest verlegten Rohrleitungen, die mit offenen Löschdüsen versehen sind, die gleichzeitig in Betrieb gesetzt werden. Sie werden dort installiert, wo im Brandfall mit einer schnellen Brandausbreitung zu rechnen ist.

Durch Zumischung von löschaktiven Substanzen, wie z.B. filmbildenden Schaummitteln (AFFF), lässt sich die Löschwirksamkeit von Sprühwas-ser-Löschanlagen verbessern.

Schaumlöschanlagen haben folgende Vorteile: bessere Benetzbarkeit, Begrenzung des Luft-Sauerstoffzutritts, geringe statische Zusatzlast sowie geringe Gefahr der Staubaufwirbelung.

Gaslöschanlagen sind Löschanlagen mit gas-förmigen Löschmedien wie Kohlendioxid, Stick-stoff, Argon und zugelassenen Gasgemischen. Das Löschprinzip beruht auf einer Verdrängung des zum Brand erforderlichen Sauerstoffes. Gas-löschanlagen löschen rückstandsfrei. Personen-schutzmaßnahmen sind entsprechend den be-hördlichen Vorschriften zu beachten.

Beim Einsatz von gasförmigen Löschmitteln ist weiterhin zu berücksichtigen, dass zum schnel-len Erreichen der Löschkonzentration des Lösch-gases die Roh- und Reingasseite der Entstau-bungsanlage selbsttätig geschlossen werden. Damit durch das einströmende Löschgas Schä-den durch Druckaufbau vermieden werden, ist eine entsprechend bemessene Druckentlastung vorzusehen.

Pulverlöschanlagen können für nahezu alle Staubarten eingesetzt werden; allerdings hinter-lassen Löschpulver nach dem Einsatz starke Ver-schmutzungen.

7.3 Organisatorische Maßnahmen

Nach den gültigen Richtlinien und Vorschriften (z.B. Maschinenrichtlinie 98/37/EG, Geräte- und Produktsicherheitsgesetz) ist vom Hersteller eine Betriebsanleitung zu erstellen.

Der Arbeitgeber ist für die Anlagensicherheit ver-antwortlich und verpflichtet, gemäß den einschlä-gigen Vorschriften (ArbSchG, BetrSichV, Gef-StoffV etc.) eine Beurteilung der für die Beschäf-tigten mit ihrer Arbeit verbundenen Gefährdung zu erarbeiten und diese zu dokumentieren (z.B. in einer Betriebsanweisung). Er muss auch die Prozessparameter auf Veränderungen gegenüber den Verhältnissen der Auslegungsphase und der bestimmungsgemäßen Verwendung überprüfen und gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen ergreifen.

Kann eine Brandgefährdung nicht ausgeschlos-sen werden, sollte sichergestellt sein, dass

nur befugte Personen Arbeiten an der Entstau- J

bungsanlage durchführen dürfen (z.B. Perso-nenkreis festlegen).das Bedienpersonal regelmäßig informiert und J

unterwiesen wird. Es sollte mit allen Betriebszu-

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Bild 11: Beispiel eines Filternden Abscheiders mit Pulverlöschanlage

In der Betriebsanweisung für Entstaubungsanla-gen sollten u.a. folgende weitere organisatorische Maßnahmen berücksichtigt werden:

Eintrag von Zündquellen verhindern (z.B. von J

Zigarettenkippen)Rauchverbot in brand- und explosionsgefähr- J

deten Bereichen (s. Bild 12)Eintrag von Fremdkörpern, insbesondere von J

leicht brennbaren Materialien, wie z.B. Papier, Arbeitshandschuhe, Putzlappen, etc. verhin-dern („Müllschlucker“)Staubsammelbehälter regelmäßig entleeren J

(je nach Staubanfall)Staubanhäufungen vermeiden J

Heißarbeiten sind nur unter den notwendigen J

Vorsichtsmaßnahmen durchzuführen. Wäh-rend der Arbeiten sind z.B. brennbare Stoffe – auch im Inneren der Anlagen – zu entfernen. Nach Beendigung der Arbeiten ist die Anlage noch mindestens 8 h außer Betrieb zu belas-sen und ständig zu kontrollieren, da sich die Brandentstehung u.U. über Stunden hinzie-hen kann. Zu beachten sind hierbei die allge-mein anerkannten Regeln der Technik, z.B. die Richtlinien VdS 2008 „Schweiß-, Schneid-, Löt- und Trennschleifarbeiten“ [22].Inspektion, Wartung und Instandsetzung sind J

entsprechend den Herstellerangaben durch-zuführen und zu dokumentieren.

Bild 12: Verbotsschild: Feuer, offenes Licht und Rau-chen verboten

ständen, insbesondere mit Abweichungen vom Normalbetrieb vertraut sein, über die in-stallierten Brandschutzeinrichtungen und ihre Anwendung sowie das richtige Verhalten im Brandfall unterwiesen sein.die Feuerwehr über die evtl. Brandgefahr in J

der Entstaubungsanlage und die installierte Brandschutzeinrichtung informiert ist und das richtige Vorgehen im Brandfall abgestimmt ist.

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8 Technische Regelwerke und Erkenntnisquellen

[1] VDI 2263, Blatt 6: Staubbrände und Staub-explosionen; Gefahren – Beurteilung – Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosi-onsschutz an Entstaubungsanlagen

[2] VDI 2263, Blatt 1: Staubbrände und Staub-explosionen, Gefahren-Beurteilung-Schutz-maßnahmen, Untersuchungsmethoden zur Ermittlung von sicherheitstechnischen-Kenngrößen von Stäuben

[3] VDI 3677, Blatt 1: Filternde Abscheider – Oberflächenfilter (07/97)

[4] VDI 3678, Blatt 1: Elektrofilter – Prozess-gas- und Abgasreinigung (09/98); Blatt 2: Prozessluft- und Raumluftreinigung (08/01)

[5] VDI 3676: Massenkraftabscheider (10/99)

[6] VDI 3679, Blatt 1: Nassabscheider für parti-kelförmige Stoffe (12/98)

[7] Datenbank GESTIS-STAUB-EX des Be-rufsgenossenschaftlichen Instituts für Ar-beitsschutz (BGIA) und dem Hauptverband der Berufsgenossenschaften (HVBG); im Internet: www.hvbg.de, Stichwort: GESTIS-STAUB-EX

[8] DIN EN 1127-1 : 1997-10 Explosionsfähige Atmosphären; Explosionsschutz; Teil 1: Grundlagen und Methodik; Deutsche Fas-sung EN 1127 – 1: 1997

[9] GDV-Publikation „Erlaubnisschein für feuer-gefährliche Arbeiten“; Druckstück-Nr. VdS 2036 : 2001-01 (03)

[10] VdS 2106 : 2003-05 – Richtlinien für Fun-kenerkennungs-, Funkenausscheidungs- und Funkenlöschanlagen, Planung und Einbau

[11] VdS 2095 : 2005-02 – Richtlinien für auto-matische Brandmeldeanlagen, Planung und Einbau, enthält DIN VDE 0833-2 (VDE 0833 Teil 2) : 2004-02

[12] VdS 2395-1 : 1999-11 – Richtlinien für Halb-stationäre Sprühwasser-Löschanlagen, Teil 1: Planung und Einbau

[13] VdS 2109 : 2002-06 – Richtlinien für Sprüh-wasser-Löschanlagen, Planung und Einbau (inklusive der Übergangsregel SP 1/2005)

[14] VdS 2109-S1 : 2005-08 – Richtlinien für Sprühwasser-Löschanlagen: Planung und Einbau, Übergangsregelung SP 1/2005 zu VdS 2109 : 2002-06 (03)

[15] VdS 2108 : 2005-09 – Richtlinien für Schaum-Löschanlagen, Planung und Einbau

[16] VdS 2093 : 1997-10 – Richtlinien für CO2-Feuerlöschanlagen, Planung und Einbau

[17] VdS 2093-S : 2001-10 – CO2-Feuerlöschan-lagen: Planung und Einbau, Übergangsre-gelung G1/2001 zu VdS 2093 : 1997-10

[18] VdS 2380 : 2002-06 – Richtlinien für Feu-erlöschanlagen mit nicht verflüssigten Inert-gasen, Planung und Einbau

[19] VdS 2380-S1 : 2004-03 – Richtlinien für Feu-erlöschanlagen mit nicht verflüssigten Inert-gasen: Ergänzung S1, Übergangsregelung zu VdS 2380 : 2002-06 (01)

[20] VdS 2111 : 1985-02 – Richtlinien für Pulver-löschanlagen

[21] VdS 2496 : 2005-09 – Richtlinien für die An-steuerung von Feuerlöschanlagen

[22] GDV-Publikation „Feuergefährliche Arbei-ten, Richtlinien für den Brandschutz“; Druckstück-Nr. VdS 2008

Bezugsquellen:

VDI-/DIN-Normen: Beuth Verlag GmbH, 10722 Berlin Internet: www.beuth.de

GDV-Publikationen zur Schadenverhütung: VdS Schadenverhütung, Verlag Amsterdamer Straße 174, 50735 Köln Internet: www.vds.de

VdS-Richtlinien: VdS Schadenverhütung, Verlag Amsterdamer Straße 174, 50735 Köln Internet: www.vds.de

bzw.

Beuth Verlag GmbH, 10722 Berlin Internet: www.beuth.de

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Anhang 1 – Ausgewertete Schadenfälle in Entstaubungsanlagen (nach Bränden)

Brände in Entstaubungsanlagen stellen nach wie vor eine ernst zu nehmende Gefahr dar. Dies belegen die immer wieder von den Sachversicherern zu regulierenden Schadenfälle. Durch eine Befragung der an der Erarbeitung des Merkblattes mitgewirkten Versicherungsunternehmen konnten insgesamt 70 Brände in Entstaubungsanlagen ausgewertet werden. Verwertbare Ergebnisse haben sich bezüglich

der Art der Entstaubungsanlage, J

der beteiligten Staubart und J

der wirksamen Zündquelle J

ergeben.

A 1 Brände in Entstaubungsanlagen

Aus der Darstellung in Bild 13 ist zu ersehen, dass Brände in Entstaubungsanlagen mit Schlauchfilter-medien dominieren. Das ist keine Besonderheit, sondern darauf zurückzuführen, dass Schlauchfilter am häufigsten eingesetzt werden und in fast allen Industriezweigen vorkommen.

Bild 13: Brände in Entstaubungsanlagen – Verteilung auf Anlagenarten

A 2 Bei Bränden beteiligte Staubarten

Bezogen auf die Staubart sind Metallstäube mit einem Anteil von 45 % auffällig. Neben Aluminiumstaub ist auch Eisenstaub anzuführen. Inwieweit diese Stäube mit Ölen, Lacken oder anderen zündfördernden Stoffen behaftet waren, wurde nicht erfasst. Unter sonstige Stäube fallen u.a. Schweißrauche.

Bild 14: Brände in Entstaubungsanlagen – Verteilung auf Staubarten

45%

26%

29%

MetallstaubOrganischer StaubSonstige

4% 4%

80%

12%

ElektrofilterZyklonSchlauchfilterPatronenfilter

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6%

48%40%

6%

Heiße OberflächenFunkeneintragSelbstentzündungSonstige

A 3 Brände verursachende Zündquellen

Als wirksame Zündquellen bei Bränden in Entstaubungsanlagen wurden hauptsächlich eingetragene Funken und Selbstentzündung registriert.

Bild 15: Brände in Entstaubungsanlagen – Verteilung auf Zündquellen

Anmerkung: Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei diesen Auswertungen nicht um einen repräsentativen Querschnitt handelt. Da nicht alle Versicherungsunternehmen einbezogen und durch Selbstbehaltsre-gelungen nicht alle Schäden erfasst werden konnten, kann durch diese Auswertung nur der Hinweis gegeben werden, von welchen Entstaubern und Staubarten eine erhöhte Brandgefahr ausgeht und welche Zündquellen bei dieser Auswertung besonders häufig aufgetreten sind.

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Beispiele von konstruktiven und verfahrenstechnischen Maßnahmen, die das Risiko einer Brandentstehung bzw. das Schadenausmaß reduzieren

Brandlasten • Reduzierung von Brandlasten, z.B. durch Einsatz nichtbrennbarer Bauteile (Filtermedien, Gehäuse, Einbauten, Dämmstoffe etc.).

Eintrag von brenn-baren Fremdkör-pern

• Eintrag brennbarer Stoffe (z.B. Papier, Lappen, Handschuhe, Zigarettenkip-pen) vermeiden (z.B. durch Fanggitter an den Stauberfassungselementen).

• Fahrweise der Anlage so wählen, dass zusätzliche brennbare Stoffe aus der stauberzeugenden Maschine nicht in den Abscheider gelangen (z.B. Schleifbänder nicht bis auf das Gewebe abnutzen).

Verbrennungspro-zesse

Vollständige Verbrennung der eingesetzten Brennstoffe.• Verbrennung bei ausreichender Sauerstoffzufuhr, damit CO-Bildung in zu-• lässigen Grenzen gehalten wird.Russbildung vermeiden.•

Eintrag von heißen Partikeln in den Ab-scheider

Energieentzug der heißen Partikel durch lange Rohgasleitungen zur Ent-• staubungsanlage.Abscheidung heißer Partikel durch Lochbleche, Abscheidekammern, • Funkenvorabscheider (Zyklone, Vorabscheiderkassetten) o.ä.

Mechanisch er-zeugte Funken

Konstruktion von beweglichen Teilen derart, dass Funkenbildung durch • ausreichenden Abstand oder Schmierung vermieden wird.Verwendung von Materialkombinationen, deren Funken keine hohen Ener-• gien ausweisen. Besonders kritisch sind Kombinationen von Titan und Zir-konium sowie von rostfreiem Stahl mit Leichtmetall.

Heiße Oberflächen Anlagenteile, an denen heiße Oberflächen auftreten können, sind außerhalb • des mit Staub beaufschlagten Bereiches anzuordnen; Beispiel: elektrische Betriebsmittel (Heizung etc.).Bei abgelagerten Stäuben darf die Oberflächentemperatur die um 75 °C • verminderte Glimmtemperatur des jeweiligen Staubes nicht überschreiten. Insbesondere bei Schichtdicken von mehr als 5 mm muss die Oberflächen-temperatur umso niedriger liegen, je größer die Schichtdicke ist.Isolierung bzw. Abschirmung heißer Oberflächen.• Ausreichende Dimensionierung der Anlagenteile, um betriebsbedingte Tem-• peraturerhöhungen zu vermeiden.Vergrößerung der Oberfläche von Anlagenteilen (z.B. Kühlrippen).• Zur Vermeidung heißer Oberflächen durch Reibungswärme•

– ist die Relativgeschwindigkeit zweier Bauteile zueinander ausreichend ge-ring zu wählen (< 1m/s ),

– sind Reibungsvorgänge von vornherein zu vermeiden,

– ist für eine ausreichende Schmierung zu sorgen.

Brennbare Gase und Dämpfe (z.B. bei vorge-schalteten Trock-nern mit direkter Heizung)

Gasaustritt aus einem Brenner darf nur bei brennender Flamme möglich • sein (Überwachung der Flamme, Temperaturüberwachung).Nach fehlgeschlagener Zündung einer Brennerflamme ist ausreichend mit • Luft zu spülen. Andernfalls wird bei der Zündung der Brennerflamme das zuvor freigesetzte Brennstoff-/Luft-Gemisch mitgezündet bzw. es gelangt unverbrannt in den Abscheider. Nachverbrennung der Abgase mittels ständiger Zündflamme und Überwa-• chung des Gasaustrittes bei erloschener Flamme.Leckageüberwachung der Brennstoffzuführung.•

Anhang 2 – Maßnahmen zur Brandverhütung und Schadenbegrenzung

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Elektrische Anlagen Elektrische Leitungen und Betriebsmittel möglichst außerhalb des Filterge-• häuses anordnen.Geschützte Verlegung elektrischer Leitungen (z.B. vor mechanischer Be-• schädigung).

Statische Elektrizität Elektrische Aufladungen vermeiden (keine schnelle Trennung von Stoffen).• Verwendung elektrisch leitfähiger Bauteile.• Erdung aller Anlagenteile (elektrostatisch geerdet sind Anlagenteile aus • leitfähigen Materialien (spezifischer Widerstand < 104 Ω), deren Ableitungs-widerstand gegen Erde nicht größer ist als 108 Ω).Einrichtungen, die gefährliche Aufladungen erzeugen können, sollten au-• ßerhalb des gefährdeten Bereiches angeordnet werden oder durch andere Einrichtungen ersetzt werden, bei denen solche Aufladungen nicht auftreten (z.B. Verwendung leitender Materialien).

Selbstentzündung Abgeschiedenen Staub kontinuierlich (z.B. mittels Förderschnecke, Zellen-• radschleuse) aus dem Abscheider entfernen. Staubablagerungen, die schlecht zugänglich sind, führen unter Umständen • zu einer großen Lagermenge und Lagerzeit. Je nach Stoffgemisch kann dies zu einer Selbsterhitzung und somit zur Selbstentzündung führen. Der abgelagerte Staub kann sowohl Brandlast als auch Zündquelle darstellen. Ausführung des Staubsammelbehälters mit kleinen Abmessungen.•

Vermeiden von Staubablagerungen

Strömungstechnische Gestaltung der Abscheider derart, dass Ablage-• rungen aufgrund von „toten“ Stellen möglichst minimiert werden.Glatte Gestaltung der Innenflächen (geringe Rauhigkeit; keine unbearbei-• teten Schweißnähte, Kanten und vorstehende Teile).Ausreichendes Gefälle innerhalb der Abscheider (z.B. im Sammeltrichter • 50° bis 60° gegen die Horizontale).Ausreichende Dimensionierung der Abreinigungseinheit (z.B. Abreinigungs-• druck bei Druckluftabreinigung, Amplitude beim Abrütteln).Wasserdichte Gestaltung der Abscheider gegenüber Regen und Schnee.• Vermeidung von Taupunktunterschreitungen durch übermäßige Kühlung • der Abgase, zu niedrige Prozesstemperaturen oder ähnliches.Betrieb der Anlagen mit ausreichend Luftdurchsatz.• Verkürzung der Abreinigungsintervalle.• Nachlauf des (kontinuierlichen) Austragsorgans zum vollständigen Austrag • des Staubs.

Unkritisches Tem-peraturniveau; z.B. bei Verbrennungs-anlagen, Öfen oder Trocknern

Filtermedien sind bezogen auf Brennbarkeit und Temperaturbeständigkeit • incl. eines Sicherheitszuschlages auf die zu erwartenden Temperaturen aus-zuwählen.Ausreichende Dimensionierung und Betrieb von Kühlern.• Ggf. Aktivierung eines Bypasses.• Nachlauf des Ventilators zur Vermeidung eines Wärmestaus nach Betrieb-• sende (Nachkühlbetrieb) bis ein risikoloses Temperaturniveau reingasseitig erreicht ist.Temperaturkontrolle der Ausgangsprodukte; besonders bei der Bearbeitung • heißer Materialien (z.B. Sandstrahlen von frisch gegossenen Gussteilen).

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1 Allgemeine Angaben

Betrieb: Datum:

Bereich: Anlage:

Art der Entstaubungs-anlage:

Schlauchfilter Taschenfilter Patronenfilter Kerzenfilter Lamellenfilter Kassettenfilter Elektroabscheider Nassabscheider Massenkraftabscheider

Kurzbeschreibung der Situation:

Bestimmungsgemäße Verwendung:

2 Brandgefahren

2.1 Staub

Staubart: natürliche organische Stäube künstliche organische Stäube Staub von Metallen oder Metalllegierungen Staub von Metallen oder Metalllegierungen mit einem Anteil organischer Stoffe (z.B. Lacke, Öle, Kühl- und Schmiermittel) sonstige anorganische Stäube sonstige Stäube

Kurzbeschreibung:

Anhang 3 – Vorlage zur Beurteilung der Brandgefährdung in Entstaubungsanlagen

Um einen risikogerechten Schutz zu erreichen, sollte zur Beurteilung der Brandgefährdung der Rat und die Unterstützung durch Sachverständige bzw. durch den Versicherer eingeholt werden.

Da im vorliegenden Merkblatt ausschließlich die Erfordernisse des Brandschutzes betrachtet werden, müssen bei brennbaren Stäuben zusätzlich die Abschnitte 4.3 und 5.3 der Richtlinie VDI 2263 Blatt 6 [1], herangezogen werden. Stäube mit BZT 6 müssen gesondert betrachtet werden.

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2.2 Sind die Brennkenngrößen der Stäube bekannt?  ja  nein

wenn nein, Brennkenngrößen ermitteln oder mindestens BZT = 5 ansetzen

wenn ja Temperaturbezogene Brennzahl BZT =

Glimmtemperatur °C

Selbstentzündungsverhalten  ja  nein

Bemerkungen (z.B. Literatur, Prüfverfahren, Prüfstelle):

2.3 Sind die Filtermedien brennbar?  ja  nein

wenn ja natürliche organische Stoffe (z.B. Papier, Baumwolle) künstliche organische Stoffe (z.B. Nadelfilz, Kunststoffe) andere Materialien:

Kurzbeschreibung:

2.4 Ist ausreichend Oxidationsmittel (z.B. Luftsauerstoff) vorhanden?  ja  nein

wenn ja Förderluft eingetragene Oxidationsmittel (z.B. Permanganate) andere

Kurzbeschreibung:

2.5 Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?  ja  nein

wenn ja geräteeigene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. von Betriebsmitteln)  statische Elektrizität  andere Zündquelle (z.B. elektr. Anlagen) von außen einwirkende Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Heizflächen)  andere Zündquelle (z.B. Blitzschlag) von außen eingetragene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Glimmnester)  heiße Partikel  Flammen und/oder heiße Gase  mechanisch erzeugte Funken  andere Zündquelle: aus dem Staub heraus entstehende Zündquellen  Selbstentzündung  exotherme Reaktion  andere Reaktion (z.B. Staubexplosion im Filter)

Kurzbeschreibung:

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3 Gefährdungsbeurteilung

3.1 Gefahrenmatrix

Die unter Punkt 2 ermittelten Einzelbewertungen sind in die Gefahrenmatrix zu übertragen. Sind keine potenziellen Zündquellen (Punkt 2.5) oder ist kein ausreichendes Oxidationsmittel (Punkt 2.4) vorhanden, kann grundsätzlich die Schutzausführung A gewählt werden.

2.5 2.4 2.2 2.3

Ausführung

Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?

Ist ausreichend Oxidationsmittel

vorhanden?

Temperaturbezo-gene Brennzahl

des Staubes (BZT)

Sind die Filter-medien

brennbar?

 ja  ja

BZT = 1 nein  A

ja  B

BZT = 2 oder 3 nein

ja

 C BZT = 4 oder 5 nein

ja

3.2 Handelt es sich um eine Entstaubungsanlage,

an die erhöhte Verfügbarkeitsanforderungen gestellt sind?  ja  neindie Umweltschutzauflagen unterliegt?  ja  neinvon der im Brandfall Gefährdungen für Nachbaranlagen ausgehen?  ja  nein

Wird eines der Kriterien unter Punkt 3.2 mit „ja“ beantwortet, ist die Anlage grundsätzlich in die Ausführung C einzustufen.

Kurzbeschreibung:

3.3 Beurteilungsergebnis

Ausführung Ausführung und Maßnahmen

 A

Entstaubungsanlage in Standardausführung

(ohne brandschutztechnische Maßnahmen und nur bestim-mungsgemäße Verwendung)

weiter mit Punkt 5

 B

Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“

Können Zündquellen nicht sicher ausgeschlossen werden, müs-sen zusätzliche Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brand-fall ergriffen werden, dann weiter mit 4.1

weiter mit Punkt 4.3

 CEntstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“ und zur „Schadenbegrenzung im Brandfall“

weiter mit Punkt 4.1

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4 Schutzmaßnahmen

Aus Sicht des Sachwertschutzes und den Anforderungen an die betriebliche Verfügbarkeit be-steht das Schutzziel mindestens darin, den Erhalt der Entstaubungsanlage bei Verlust der Filter-medien sicherzustellen.

4.1 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

4.2 Schutzmaßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall  ja  nein

4.2.1 Branderkennung (automatisch)  ja  nein

wenn ja durch Auswertung energetischer Brandkenngrößen  Temperaturmelder  Strahlungsmelder  anderes System durch Auswertung stofflicher Brandkenngrößen  Gas-Überwachung  Rauchgasdichtemessung  Rauchmelder  anderes System

Kurzbeschrei-bung:

4.2.2 Brandmeldung (Alarmweiterleitung)  ja  nein

wenn ja an eine ständig besetzte Stelle (z.B. Leitwarte, Pförtner, Leitstelle der Feuerwehr) Ansteuerung einer Löschanlage Ansteuerung von Betriebsmitteln (z.B. Klappen, Ventilator, Austragseinrichtung) Alarmierung der Personen vor Ort durch optischen und/oder  akustischen Alarm anderes System

Kurzbeschrei-bung:

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4.2.3 Brandbekämpfung  ja  nein

wenn ja  halbstationäre Löscheinrichtung  Sprühwasserlöschsystem  Schaumlöschsystem  Pulverlöschsystem  Gaslöschsystem  anderes System stationäre Löscheinrichtung mit  automatischer und/oder  manueller Auslösung  Sprühwasser-Löschanlage  Schaumlöschanlage  Pulverlöschanlage  Gaslöschanlage  anderes System andere Form der Brandbekämpfung

Kurzbeschrei-bung:

Fortsetzen mit Punkt 5

4.3 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden (bei Ausführung B)  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

5 Organisatorische Maßnahmen des Brandschutzes  ja  nein

wenn ja Betriebsanleitung vom Hersteller liegt vor Betriebsanweisung des Betreibers liegt vor regelmäßige Unterweisung des Bedienpersonals wird durchgeführt Einweisung in die Bedienung der Löscheinrichtungen Regelmäßige Wartung und Prüfung der Brandschutzeinrichtungen weitere Maßnahmen (siehe Kurzbeschreibung)

Kurzbeschrei-bung:

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Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung:

Kurzbeschreibung:

Name des Durchführenden Institution/Betrieb/Abteilung

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Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung:

Kurzbeschreibung:

Name des Durchführenden Institution/Betrieb/Abteilung

Anhang 4 – Beispiele für die Ermittlung von Brandschutzmaßnahmen in Entstaubungsanlagen

Beispiel A 4.1 Gefährdungsbeurteilung einer Entstaubungsanlage zur Objektabsaugung für Holzstaub (Ausführung C)

Beispiel A 4.2 Gefährdungsbeurteilung einer Entstaubungsanlage zur Schweißrauchabsaugung (Ausführung C)

Beispiel A 4.3 Gefährdungsbeurteilung einer Entstaubungsanlage zur Abgasreinigung im Kraftwerk (Ausführung A)

Beispiel A 4.1:

Gefährdungsbeurteilung einer Entstaubungsanlage zur Objektabsaugung für Holzstaub (Ausführung C)

Um einen risikogerechten Schutz zu erreichen, sollte zur Beurteilung der Brandgefährdung der Rat und die Unterstützung durch Sachverständige bzw. durch den Versicherer eingeholt werden.

Da im vorliegenden Merkblatt ausschließlich die Erfordernisse des Brandschutzes betrachtet werden, müssen bei brennbaren Stäuben zusätzlich die Abschnitte 4.3 und 5.3 der Richtlinie VDI 2263 Blatt 6 [1], herangezogen werden. Stäube mit BZT 6 müssen gesondert betrachtet werden.

1 Allgemeine Angaben

Betrieb: Stahlgießerei Datum: 15.06.2006

Bereich: Modelltischlerei Anlage: Objekt- absaugung

Art der Entstaubungs-anlage:

Schlauchfilter Taschenfilter Patronenfilter Kerzenfilter Lamellenfilter Kassettenfilter Elektroabscheider Nassabscheider Massenkraftabscheider

Kurzbeschreibung der Situation:

Zentrale Entstaubungsanlage. Aufstellort des Schlauchfilters ist ein baulich von der Tischlerei und dem Modelllager abgetrennter Raum. Es handelt sich um einen Schlauchrundfilter. Das Volumen des Filtergehäuses beträgt 59,1 m³. Der Ventilator befindet sich auf der Reingasseite. Der Staub wird kontinuierlich ausgetragen. Die Luftleistung beträgt 28000 Nm³/h. Die Luft-eintrittstemperatur beträgt < 60 °C.

Bestimmungsgemäße Verwendung:

Abscheidung von Holzstaub, der an Holzbearbeitungsmaschinen abgesaugt wird.

2 Brandgefahren

2.1 Staub

Staubart: natürliche organische Stäube künstliche organische Stäube Staub von Metallen oder Metalllegierungen Staub von Metallen oder Metalllegierungen mit einem Anteil organischer Stoffe (z.B. Lacke, Öle, Kühl- und Schmiermittel) sonstige anorganische Stäube sonstige Stäube

Kurzbeschreibung: Holz-Schleifstaub mit einem Medianwert von 32 µm. Die Partikelgröße ist < 100 µm.

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2.2 Sind die Brennkenngrößen der Stäube bekannt?  ja  nein

wenn nein, Brennkenngrößen ermitteln oder mindestens BZT = 5 ansetzen

wenn ja Temperaturbezogene Brennzahl BZT = 5

Glimmtemperatur 300 °C

Selbstentzündungsverhalten  ja  nein

Bemerkungen (z.B. Literatur, Prüfverfahren, Prüfstelle):

Die Brennkenngrößen wurden der GESTIS-STAUB-EX-Datenbank entnommen.

2.3 Sind die Filtermedien brennbar?  ja  nein

wenn ja natürliche organische Stoffe (z.B. Papier, Baumwolle) künstliche organische Stoffe (z.B. Nadelfilz, Kunststoffe) andere Materialien:

Kurzbeschreibung: Es sind 104 Filterschläuche aus Polyester-Nadelfilz eingesetzt. Die Filterfläche beträgt 218,4 m². Die Stützkörbe bestehen aus Stahl.

2.4 Ist ausreichend Oxidationsmittel (z.B. Luftsauerstoff) vorhanden?  ja  nein

wenn ja Förderluft eingetragene Oxidationsmittel (z.B. Permanganate) andere

Kurzbeschreibung:

2.5 Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?  ja  nein

wenn ja geräteeigene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. von Betriebsmitteln)  statische Elektrizität  andere Zündquelle (z.B. elektr. Anlagen) von außen einwirkende Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Heizflächen)  andere Zündquelle (z.B. Blitzschlag) von außen eingetragene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Glimmnester)  heiße Partikel  Flammen und/oder heiße Gase  mechanisch erzeugte Funken  andere Zündquelle: aus dem Staub heraus entstehende Zündquellen  Selbstentzündung  exotherme Reaktion  andere Reaktion (z.B. Staubexplosion im Filter)

Kurzbeschreibung: Bei Schleifarbeiten kommt es erfahrungsgemäß bei Metalleinschlüssen im Holz oder durch Schleifwärme zu Funken oder Glimmpartikeln. Diese können mit der Förderluft bis in den Schlauchfilter gelangen und hier eine Explosi-on oder ein Glimmnest verursachen. Glimmnester können über längere Zeit schwelen und zu einem offenen Feuer oder zu einer Staubexplosion führen. Nach einer Staubexplosion ist mit einem Folgebrand im Filter zu rechnen. Es brennen Filtermedien und der Staub. Selbstentzündungen sind aufgrund von Temperatur, Staubvolumen und kurzer Verweilzeit nicht zu erwarten.

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3 Gefährdungsbeurteilung

3.1 Gefahrenmatrix

Die unter Punkt 2 ermittelten Einzelbewertungen sind in die Gefahrenmatrix zu übertragen. Sind keine potenziellen Zündquellen (Punkt 2.5) oder ist kein ausreichendes Oxidationsmittel (Punkt 2.4) vorhanden, kann grundsätzlich die Schutzausführung A gewählt werden.

2.5 2.4 2.2 2.3

Ausführung

Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?

Ist ausreichend Oxidationsmittel

vorhanden?

Temperaturbezo-gene Brennzahl

des Staubes (BZT)

Sind die Filter-medien

brennbar?

 ja  ja

BZT = 1 nein  A

ja  B

BZT = 2 oder 3 nein

ja

 C BZT = 4 oder 5 nein

ja

3.2 Handelt es sich um eine Entstaubungsanlage,

an die erhöhte Verfügbarkeitsanforderungen gestellt sind?  ja  neindie Umweltschutzaufl agen unterliegt?  ja  neinvon der im Brandfall Gefährdungen für Nachbaranlagen ausgehen?  ja  nein

Wird eines der Kriterien unter Punkt 3.2 mit „ja“ beantwortet, ist die Anlage grundsätzlich in die Ausführung C einzustufen.

Kurzbeschreibung:

3.3 Beurteilungsergebnis

Ausführung Ausführung und Maßnahmen

 AEntstaubungsanlage in Standardausführung (ohne brand-schutztechnische Maßnahmen und nur bestimmungsgemäße Verwendung)

weiter mit Punkt 5

 B

Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“ Können Zündquellen nicht sicher ausgeschlossen werden, müssen zusätzliche Maßnahmen zur Schadenbegren-zung im Brandfall ergriffen werden, dann weiter mit 4.1

weiter mit Punkt 4.3

 C Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“ und zur „Schadenbegrenzung im Brandfall“

weiter mit Punkt 4.1

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4 Schutzmaßnahmen

Aus Sicht des Sachwertschutzes und den Anforderungen an die betriebliche Verfügbarkeit besteht das Schutzziel mindestens darin, den Erhalt der Entstaubungsanlage bei Verlust der Filtermedien sicherzustellen.

4.1 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

In der Sammelleitung vor dem Abscheider ist eine zugelassene Funkenlösch-anlage (z.B. nach VdS 2106 – Richtlinien für Funkenerkennungs-, Funkenaus-scheidungs- und Funkenlöschanlagen; Planung und Einbau) zu installieren.

4.2 Schutzmaßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall  ja  nein

4.2.1 Branderkennung (automatisch)  ja  nein

wenn ja durch Auswertung energetischer Brandkenngrößen  Temperaturmelder  Strahlungsmelder  anderes System durch Auswertung stofflicher Brandkenngrößen  Gas-Überwachung  Rauchgasdichtemessung  Rauchmelder  anderes System

Kurzbeschrei-bung:

Installation von Temperaturmeldern (Maximaltemperaturmelder) in Zweimel-derabhängigkeit im Reingasbereich. Das Ansprechen des ersten Melders erzeugt einen Voralarm und dient zur Kontrolle durch das Bedienpersonal. Spricht ein zweiter Melder in Folge an (Hauptalarm), erfolgt unverzüglich die manuelle Auslösung der Löschanlage.

4.2.2 Brandmeldung (Alarmweiterleitung)  ja  nein

wenn ja an eine ständig besetzte Stelle (z.B. Leitwarte, Pförtner, Leitstelle der Feuerwehr) Ansteuerung einer Löschanlage Ansteuerung von Betriebsmitteln (z.B. Klappen, Ventilator, Austragseinrichtung) Alarmierung der Personen vor Ort durch  optischen und/oder akustischen Alarm anderes System

Kurzbeschrei-bung:

Aufschaltung des Alarms der Brandmeldeanlage zum Pförtner. Optische und akustische Alarmierung vor Ort. Automatisches Abschalten des Ventilators und der Austragseinrichtung bei Hauptalarm.

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4.2.3 Brandbekämpfung  ja  nein

wenn ja  halbstationäre Löscheinrichtung  Sprühwasserlöschsystem  Schaumlöschsystem  Pulverlöschsystem  Gaslöschsystem  anderes System stationäre Löscheinrichtung mit  automatischer und/oder   manueller Auslösung  Sprühwasser-Löschanlage  Schaumlöschanlage  Pulverlöschanlage  Gaslöschanlage  anderes System andere Form der Brandbekämpfung

Kurzbeschrei-bung:

Manuelle Auslösung der stationären Sprühwasserlöschanlage durch Öffnen des außerhalb des Aufstellungsraumes installierten Feuerlöschventils.

Fortsetzen mit Punkt 5

4.3 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden (bei Ausführung B)  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

5 Organisatorische Maßnahmen des Brandschutzes  ja  nein

wenn ja Betriebsanleitung vom Hersteller liegt vor Betriebsanweisung des Betreibers liegt vor regelmäßige Unterweisung des Bedienpersonals wird durchgeführt Einweisung in die Bedienung der Löscheinrichtungen Regelmäßige Wartung und Prüfung der Brandschutzeinrichtungen weitere Maßnahmen (siehe Kurzbeschreibung)

Kurzbeschrei-bung:

Der Aufstellungsraum des Abscheiders ist von Staubablagerungen frei zu hal-ten.

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BMZ

FMZ

Interner Alarm

T T T

F

betrieblichesLöschwassernetz

Rohgaseintritt

Reingasaustritt

1

35

666

34

2 5

Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung:

Kurzbeschreibung: Bei Einhaltung aller technischen und organisatorischen Sicherheitsvorkeh-rungen gemäß den Punkten 4 und 5 ist den Erfordernissen zur Verhütung von Bränden und zur Schadenbegrenzung im Brandfall umfassend Rech-nung getragen.

Mustermann, Dipl.-Ing.

Name des Durchführenden

Sicherheitsingenieur

Institution/Betrieb/Abteilung

1 Austragseinrichtung (Zellenradschleuse) 2 Funkenmelder der Funkenlöschanlage 3 Löschventile 4 Löschmittelvorratsbehälter für Wasser 5 Löschdüsen 6 Temperaturmelder im Reingasraum

Bild 16: Abscheider einer Objektabsaugung für Holzstaub mit Funkenlöschanlage, automatischer Brandmeldeanlage und stationärer Sprühwasserlöschanlage mit manueller Auslösung (Ausführung C)

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Beispiel A 4.2:

Gefährdungsbeurteilung einer Entstaubungsanlage zur Schweißrauchabsaugung (Ausführung C)

Um einen risikogerechten Schutz zu erreichen, sollte zur Beurteilung der Brandgefährdung der Rat und die Unterstützung durch Sachverständige bzw. durch den Versicherer eingeholt werden.

Da im vorliegenden Merkblatt ausschließlich die Erfordernisse des Brandschutzes betrachtet werden, müssen bei brennbaren Stäuben zusätzlich die Abschnitte 4.3 und 5.3 der Richtlinie VDI 2263 Blatt 6 [1], herangezogen werden. Stäube mit BZT 6 müssen gesondert betrachtet werden.

1 Allgemeine Angaben

Betrieb: Metallbearbeitung Datum: 15.06.2006

Bereich: Schweißerei Anlage: Absaug- und Entstaubungs-anlage

Art der Entstaubungs-anlage:

Schlauchfilter Taschenfilter Patronenfilter Kerzenfilter Lamellenfilter Kassettenfilter Elektroabscheider Nassabscheider Massenkraftabscheider

Kurzbeschreibung der Situation:

An mehreren automatischen und manuellen Schweißarbeitsplätzen wer-den die anfallenden Scheißrauche abgesaugt. Mehrere Brände in der Entstaubungsanlage führten zu deren Zerstörung. Die Betriebstemperatur entspricht der Raumtemperatur.

Bestimmungsgemäße Verwendung:

Abscheidung von Schweißrauchpartikeln.

2 Brandgefahren

2.1 Staub

Staubart: natürliche organische Stäube künstliche organische Stäube Staub von Metallen oder Metalllegierungen Staub von Metallen oder Metalllegierungen mit einem Anteil organischer Stoffe (z.B. Lacke, Öle, Kühl- und Schmiermittel) sonstige anorganische Stäube sonstige Stäube

Kurzbeschreibung: Schweißstäube, Flusen und organische Trennmittel

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2.2 Sind die Brennkenngrößen der Stäube bekannt?  ja  nein

wenn nein, Brennkenngrößen ermitteln oder mindestens BZT = 5 ansetzen

wenn ja Temperaturbezogene Brennzahl BZT = 4

Glimmtemperatur 300 °C

Selbstentzündungsverhalten  ja  nein

Bemerkungen (z.B. Literatur, Prüfverfahren, Prüfstelle):

Die Brennkenngrößen wurden der GESTIS-STAUB-EX-Datenbank entnom-men.

2.3 Sind die Filtermedien brennbar?  ja  nein

wenn ja natürliche organische Stoffe (z.B. Papier, Baumwolle) künstliche organische Stoffe (z.B. Nadelfilz, Kunststoffe) andere Materialien:

Kurzbeschreibung: Filtermaterial Zellulose

2.4 Ist ausreichend Oxidationsmittel (z.B. Luftsauerstoff) vorhanden?  ja  nein

wenn ja Förderluft eingetragene Oxidationsmittel (z.B. Permanganate) andere

Kurzbeschreibung: Beim Lichtbogenschweißen entsteht sechswertiges Chrom (Cr2O3 ). Dieses kann als Oxidationsmittel und damit brandfördernd wirken.

2.5 Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?  ja  nein

wenn ja geräteeigene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. von Betriebsmitteln)  statische Elektrizität  andere Zündquelle (z.B. elektr. Anlagen) von außen einwirkende Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Heizflächen)  andere Zündquelle (z.B. Blitzschlag) von außen eingetragene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Glimmnester)  heiße Partikel  Flammen und/oder heiße Gase  mechanisch erzeugte Funken  andere Zündquelle: aus dem Staub heraus entstehende Zündquellen  Selbstentzündung  exotherme Reaktion  andere Reaktion (z.B. Staubexplosion im Filter)

Kurzbeschreibung: Heiße Schweißpartikel (z.B. Schweißperlen und –spritzer) können mit abge-saugt werden. Schweißpartikel erreichen kurzzeitig Temperaturen bis 1.800 °C und können zu Glimmnestern im abgelagerten Staub führen.

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3 Gefährdungsbeurteilung

3.1 Gefahrenmatrix

Die unter Punkt 2 ermittelten Einzelbewertungen sind in die Gefahrenmatrix zu übertragen. Sind keine potenziellen Zündquellen (Punkt 2.5) oder ist kein ausreichendes Oxidationsmittel (Punkt 2.4) vorhanden, kann grundsätzlich die Schutzausführung A gewählt werden.

2.5 2.4 2.2 2.3

Ausführung

Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?

Ist ausreichend Oxidationsmittel

vorhanden?

Temperaturbezo-gene Brennzahl

des Staubes (BZT)

Sind die Filter-medien

brennbar?

 ja  ja

BZT = 1 nein  A

ja  B

BZT = 2 oder 3 nein

ja

 C BZT = 4 oder 5 nein

ja

3.2 Handelt es sich um eine Entstaubungsanlage,

an die erhöhte Verfügbarkeitsanforderungen gestellt sind?  ja  neindie Umweltschutzaufl agen unterliegt?    ja  neinvon der im Brandfall Gefährdungen für Nachbaranlagen ausgehen?  ja  nein

Wird eines der Kriterien unter Punkt 3.2 mit „ja“ beantwortet, ist die Anlage grundsätzlich in die Ausführung C einzustufen.

Kurzbeschreibung:

3.3 Beurteilungsergebnis

Ausführung Ausführung und Maßnahmen

 A

Entstaubungsanlage in Standardausführung

(ohne brandschutztechnische Maßnahmen und nur bestim-mungsgemäße Verwendung)

weiter mit Punkt 5

 B

Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“

Können Zündquellen nicht sicher ausgeschlossen werden, müs-sen zusätzliche Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brand-fall ergriffen werden, dann weiter mit 4.1

weiter mit Punkt 4.3

 C Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“ und zur „Schadenbegrenzung im Brandfall“

weiter mit Punkt 4.1

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4 Schutzmaßnahmen

Aus Sicht des Sachwertschutzes und den Anforderungen an die betriebliche Verfügbarkeit be-steht das Schutzziel mindestens darin, den Erhalt der Entstaubungsanlage bei Verlust der Filter-medien sicherzustellen.

4.1 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

In der Sammelleitung vor dem Abscheider ist ein Funkenvorabscheider (Zyklon) zu installieren. Durch den Funkenvorabscheider soll ausgeschlossen werden, dass eingesaugte Schweißperlen und -spritzer und glühende Partikel in den Filter gelangen.

4.2 Schutzmaßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall  ja  nein

4.2.1 Branderkennung (automatisch)  ja  nein

wenn ja durch Auswertung energetischer Brandkenngrößen  Temperaturmelder  Strahlungsmelder  anderes System durch Auswertung stofflicher Brandkenngrößen  Gas-Überwachung  Rauchgasdichtemessung  Rauchmelder  anderes System

Kurzbeschrei-bung:

Installation von Temperaturmeldern im Rohgasraum und Rauchmeldern im Reingasraum.

4.2.2 Brandmeldung (Alarmweiterleitung)  ja  nein

wenn ja an eine ständig besetzte Stelle (z.B. Leitwarte, Pförtner, Leitstelle der Feuerwehr) Ansteuerung einer Löschanlage Ansteuerung von Betriebsmitteln (z.B. Klappen, Ventilator, Austragseinrichtung) Alarmierung der Personen vor Ort durch optischen und/oder akustischen Alarm anderes System

Kurzbeschrei-bung:

Durch die Brandmeldezentrale wird die ständig besetzte Stelle des Betriebes alarmiert. Der Ventilator wird abgeschaltet, die Pulverlöschanlage in Betrieb ge-setzt und die vorhandenen Absperrschieber werden zeitverzögert geschlossen. Die Abreinigung der Filterelemente wird unterbrochen.

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4.2.3 Brandbekämpfung  ja  nein

wenn ja  halbstationäre Löscheinrichtung  Sprühwasserlöschsystem  Schaumlöschsystem  Pulverlöschsystem  Gaslöschsystem  anderes System stationäre Löscheinrichtung mit automatischer und/oder manueller Auslösung  Sprühwasser-Löschanlage  Schaumlöschanlage  Pulverlöschanlage  Gaslöschanlage  anderes System andere Form der Brandbekämpfung

Kurzbeschrei-bung:

Automatische Auslösung der Pulverlöschanlage entsprechend den Vorgaben nach VdS Richtlinien.

Fortsetzen mit Punkt 5

4.3 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden (bei Ausführung B)  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

5 Organisatorische Maßnahmen des Brandschutzes  ja  nein

wenn ja Betriebsanleitung vom Hersteller liegt vor Betriebsanweisung des Betreibers liegt vor regelmäßige Unterweisung des Bedienpersonals wird durchgeführt Einweisung in die Bedienung der Löscheinrichtungen Regelmäßige Wartung und Prüfung der Brandschutzeinrichtungen weitere Maßnahmen (siehe Kurzbeschreibung)

Kurzbeschrei-bung:

Verhinderung des Zündquelleneintrags (z.B. Zigarettenkippen). Hinweis: Werden Zigarettenkippen über die Absaugung entsorgt, glimmen die-se im Gegensatz zu Schweißpartikeln sehr lange nach und können so zu Brän-den führen.

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Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung:

Kurzbeschreibung: Bei Einhaltung aller technischen und organisatorischen Sicherheitsvorkeh-rungen gemäß den Punkten 4 und 5 ist den Erfordernissen zur Verhütung von Bränden und zur Schadenbegrenzung im Brandfall umfassend Rech-nung getragen.

Mustermann, Dipl.-Ing.

Name des Durchführenden

Sicherheitsingenieur

Institution/Betrieb/Abteilung

BMZ

Rohgaseintritt

Reingasaustritt

12

3

448

8

4 4 4

7 56

R R R

T T

Alarm zur ständigbesetzten Stelle

1 Funkenvorabscheider2 Patronenfilter 3 Zellenradschleuse 4 Rauch- (R) und Temperaturmelder (T) 5 Feuerlöschventil (automatisch) 6 Löschmittelbehälter (Pulver) 7 Löschdüsen 8 Zu- und Abluftregelklappe

Bild 17: Abscheider einer Objektabsaugung für Schweißrauche mit Funkenvorabscheider und stationärer Pulverlöschanlage mit automatischer Auslösung (Ausführung C)

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Beispiel A 4.3:

Gefährdungsbeurteilung einer Entstaubungsanlage zur Abgasreinigung im Kraftwerk (Ausführung A)

Um einen risikogerechten Schutz zu erreichen, sollte zur Beurteilung der Brandgefährdung der Rat und die Unterstützung durch Sachverständige bzw. durch den Versicherer eingeholt werden.

Da im vorliegenden Merkblatt ausschließlich die Erfordernisse des Brandschutzes betrachtet werden, müssen bei brennbaren Stäuben zusätzlich die Abschnitte 4.3 und 5.3 der Richtlinie VDI 2263 Blatt 6 [1], herangezogen werden. Stäube mit BZT 6 müssen gesondert betrachtet werden.

1 Allgemeine Angaben

Betrieb: Kraftwerk Datum: 09.06.2006

Bereich: Abgasreinigung Anlage: Trocken- Elektrofilter

Art der Entstaubungs-anlage:

Schlauchfilter Taschenfilter Patronenfilter Kerzenfilter Lamellenfilter Kassettenfilter Elektroabscheider Nassabscheider Massenkraftabscheider

Kurzbeschreibung der Situation:

Reinigung des bei der Braunkohleverbrennung entstehenden Rauch-gases. Die Betriebstemperatur im Filter liegt bei 120 °C.

Bestimmungsgemäße Verwendung:

Abscheidung der im Abgas enthaltenen Flugaschepartikel.

2 Brandgefahren

2.1 Staub

Staubart: natürliche organische Stäube künstliche organische Stäube Staub von Metallen oder Metalllegierungen Staub von Metallen oder Metalllegierungen mit einem Anteil organischer Stoffe (z.B. Lacke, Öle, Kühl- und Schmiermittel) sonstige anorganische Stäube sonstige Stäube

Kurzbeschreibung: Flugasche (unverbrannte Bestandteile ≤ 10%)

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2.2 Sind die Brennkenngrößen der Stäube bekannt?  ja  nein

wenn nein, Brennkenngrößen ermitteln oder mindestens BZT = 5 ansetzen

wenn ja Temperaturbezogene Brennzahl BZT = 1

Glimmtemperatur kein Glimmen bis 450

°C

Selbstentzündungsverhalten  ja  nein

Bemerkungen (z.B. Literatur, Prüfverfah-ren, Prüfstelle):

Laborergebnisse

2.3 Sind die Filtermedien brennbar?  ja  nein

wenn ja natürliche organische Stoffe (z.B. Papier, Baumwolle) künstliche organische Stoffe (z.B. Nadelfilz, Kunststoffe) andere Materialien:

Kurzbeschreibung:

2.4 Ist ausreichend Oxidationsmittel (z.B. Luftsauerstoff) vorhanden?  ja  nein

wenn ja Förderluft eingetragene Oxidationsmittel (z.B. Permanganate) andere

Kurzbeschreibung: Im Betriebszustand liegt durch das Rauchgas eine inerte Atmosphäre vor. Bei Stillstand ist zu beachten, dass Oxidationsmittel im Regelfall vorhanden ist.

2.5 Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?  ja  nein

wenn ja geräteeigene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. von Betriebsmitteln)  statische Elektrizität  andere Zündquelle (z.B. elektr. Anlagen) von außen einwirkende Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Heizflächen)  andere Zündquelle (z.B. Blitzschlag) von außen eingetragene Zündquellen  heiße Oberflächen (z.B. Glimmnester)  heiße Partikel  Flammen und/oder heiße Gase  mechanisch erzeugte Funken  andere Zündquelle: aus dem Staub heraus entstehende Zündquellen  Selbstentzündung  exotherme Reaktion  andere Reaktion (z.B. Staubexplosion im Filter)

Kurzbeschreibung: Durch falsche Kesselfahrweise, Riss von Sprühdrähten oder unzulässige Annäherung des Sprühsystems an die Niederschlagselektroden können elek-trische Überschläge entstehen. Funkenflug und Temperaturerhöhungen im Abgasstrom können nicht völlig ausgeschlossen werden.

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3 Gefährdungsbeurteilung

3.1 Gefahrenmatrix

Die unter Punkt 2 ermittelten Einzelbewertungen sind in die Gefahrenmatrix zu übertragen. Sind keine potenziellen Zündquellen (Punkt 2.5) oder ist kein ausreichendes Oxidationsmittel (Punkt 2.4) vorhanden, kann grundsätzlich die Schutzausführung A gewählt werden.

2.5 2.4 2.2 2.3

Ausführung

Sind potenzielle Zündquellen vorhanden?

Ist ausreichend Oxidationsmittel

vorhanden?

Temperaturbezo-gene Brennzahl

des Staubes (BZT)

Sind die Filter-medien

brennbar?

 ja  ja

BZT = 1 nein  A

ja  B

BZT = 2 oder 3 nein

ja

 C BZT = 4 oder 5 nein

ja

3.2 Handelt es sich um eine Entstaubungsanlage,

an die erhöhte Verfügbarkeitsanforderungen gestellt sind?  ja  neindie Umweltschutzaufl agen unterliegt?  ja  neinvon der im Brandfall Gefährdungen für Nachbaranlagen ausgehen?  ja  nein

Wird eines der Kriterien unter Punkt 3.2 mit „ja“ beantwortet, ist die Anlage grundsätzlich in die Ausführung C einzustufen.

Kurzbeschreibung: Da ein Brand im Elektrofi lter ausgeschlossen werden kann (keine Brand-lasten und kein Oxidationsmittel) kommt auch Punkt 3.2 nicht zur Anwen-dung. Die Entstaubungsanlage wird in die Schutzausführung A eingestuft.

3.3 Beurteilungsergebnis

Ausführung Ausführung und Maßnahmen

 A

Entstaubungsanlage in Standardausführung

(ohne brandschutztechnische Maßnahmen und nur bestim-mungsgemäße Verwendung)

weiter mit Punkt 5

 B

Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“

Können Zündquellen nicht sicher ausgeschlossen werden, müs-sen zusätzliche Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brand-fall ergriffen werden, dann weiter mit 4.1

weiter mit Punkt 4.3

 C Entstaubungsanlage mit Schutzmaßnahmen zur „Verhütung von Bränden“ und zur „Schadenbegrenzung im Brandfall“

weiter mit Punkt 4.1

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4 Schutzmaßnahmen

Aus Sicht des Sachwertschutzes und den Anforderungen an die betriebliche Verfügbarkeit be-steht das Schutzziel mindestens darin, den Erhalt der Entstaubungsanlage bei Verlust der Filter-medien sicherzustellen.

4.1 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

4.2 Schutzmaßnahmen zur Schadenbegrenzung im Brandfall  ja  nein

4.2.1 Branderkennung (automatisch)  ja  nein

wenn ja durch Auswertung energetischer Brandkenngrößen  Temperaturmelder  Strahlungsmelder  anderes System durch Auswertung stofflicher Brandkenngrößen  Gas-Überwachung  Rauchgasdichtemessung  Rauchmelder  anderes System

Kurzbeschrei-bung:

4.2.2 Brandmeldung (Alarmweiterleitung)  ja  nein

wenn ja an eine ständig besetzte Stelle (z.B. Leitwarte, Pförtner, Leitstelle der Feuerwehr) Ansteuerung einer Löschanlage Ansteuerung von Betriebsmitteln (z.B. Klappen, Ventilator, Austragseinrichtung) Alarmierung der Personen vor Ort durch  optischen und/oder akustischen Alarm anderes System

Kurzbeschrei-bung:

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4.2.3 Brandbekämpfung  ja  nein

wenn ja  halbstationäre Löscheinrichtung  Sprühwasserlöschsystem  Schaumlöschsystem  Pulverlöschsystem  Gaslöschsystem  anderes System stationäre Löscheinrichtung mit  automatischer und/oder  manueller Auslösung  Sprühwasser-Löschanlage  Schaumlöschanlage  Pulverlöschanlage  Gaslöschanlage  anderes System andere Form der Brandbekämpfung

Kurzbeschrei-bung:

Fortsetzen mit Punkt 5

4.3 Schutzmaßnahmen zur Verhütung von Bränden (bei Ausführung B)  ja  nein

wenn ja durch Additiv-Zugabe durch Funkenlöschanlage durch Funkenausscheidungsanlage durch schnellschließende Schieber/Klappen/Ventile durch Vorabscheider durch andere Maßnahmen

Kurzbeschrei-bung:

5 Organisatorische Maßnahmen des Brandschutzes  ja  nein

wenn ja Betriebsanleitung vom Hersteller liegt vor Betriebsanweisung des Betreibers liegt vor regelmäßige Unterweisung des Bedienpersonals wird durchgeführt Einweisung in die Bedienung der Löscheinrichtungen Regelmäßige Wartung und Prüfung der Brandschutzeinrichtungen weitere Maßnahmen (siehe Kurzbeschreibung)

Kurzbeschrei-bung:

Für das Betreiben der Kesselanlage sind jährlich Revisionsfristen festgelegt. Diese sind auch für den Elektrofilter verbindlich.

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Brandschutz in Entstaubungsanlagen VdS 3445 : 2008-09 (01)

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Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung:

Kurzbeschreibung: Bei Umsetzung aller technischen Sicherheitsvorkehrungen und organisa-torischen Maßnahmen zur Verhütung von Bränden und zur Schadenbe-grenzung im Brandfall (gemäß den Punkten 4 und 5) ist der Brandschutz gewährleistet.

Mustermann, Ing. für Kraftwerksanlagen

Name des Durchführenden

Sachverständiger

Institution/Betrieb/Abteilung

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Bilder mit freundlicher Genehmigung von:

Titelbilder (links, rechts oben, rechts mitte): Herding GmbH Filtertechnik, Amberg. Titelbild (rechts unten): Roland Motz, Magdeburg. Bilder 3 und 12: Internationale Sektion für Maschinen- und Systemsicherheit der IVSS (Internationale Vereinigung für Soziale Sicher-heit), Mannheim; ISSA Prevention Series No. 2033 (G), 1998, S.9, ISBN 92-843-7129-5.Bilder 1, 2, 4, 6, 8 und 11: Herding GmbH Filtertechnik, Amberg.

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