Konstruktiver Explosionsschutz von Becherelevatoren mit runden Förder- und Rücklaufschächten

Die Zielsetzung bestand in der Ermittlung der erforderlichen Druckstoßfestigkeit von Becherelevatoren mit runden Förder- und Rücklaufschächten in Abhängigkeit

  • der Explosionsdruckentlastung (Anzahl, Anordnung, Größe der Entlastungsflächen)
  • des Explosionsunterdrückungssystems (Art und Einstellungen des Detektionssystems)

Die Untersuchungen sollten produktspezifische Eigenschaften der Schüttgüter berücksichtigen, um eine differenzierte risikobezogene Auslegung der Schutzsysteme zu ermöglichen.

Die Ergebnisse werden CEN TC 305 WG3 für die europäische Normung zur Verfügung gestellt.

Aus den Ergebnissen lassen sich Anforderungen für die Anlagensicherheit und Prüfanforderungen für Elevatoren und Schutzsysteme nach Richtlinie 2014/34/EU ableiten.

Die im Projekt F-05-0701 entwickelte Vorgehensweise für die Untersuchung des Ablaufs von Staubexplosionen in Becherelevatoren unter praxisnahen Betriebsbedingungen hatte sich erfolgreich bewährt. Sie sollte im vorliegenden Projekt auf Becherelvatoren mit runden Förder- und Rücklaufschächten angewandt werden.

Hierzu war folgender Versuchsaufbau vorgesehen:

Verwendung des vorhandenen Becherelevators, jedoch Austausch der rechteckigen Elevatorschächte gegen runde Elevatorschächte.

Die runden Elevatorschächte wurden gemäß Maßblatt des Elevatorherstellers selbst hergestellt, jedoch für die explosionstechnischen Untersuchungen mit erhöhter Baufestigkeit. Es wurden außerdem die Anschlussstücke für den Elevatorfuß und -kopf hergestellt.

Einbau von Druckaufnehmern und Flammendetektoren im Elevatorkopf, -fuß und entlang der Schächte. Anschluss an Aspiration.

Die experimentellen Untersuchungen wurden mit folgenden Schüttgütern durchgeführt:

  • Weizenmehl Typ 550:        pmax = 7.8 bar; KSt = 100 bar.m.s-1
  • Malzstaub (rF= 6.4%):       pmax = 8.2 bar; KSt = 150 bar.m.s-1
  • Maisstärke (rF< 2.1 %):     pmax = 9.4 bar; KSt = 200 bar.m.s-1 

Die Explosionsabläufe wurden unter den im Forschungsprojekt F-05-1301 ermittelten Worst-Case Bedingungen durchgeführt.

Unter diesen Bedingungen erfolgte für die konstruktive Schutzmaßnahme „Explosionsdruckentlastung“ eine systematische Variation von

  • Anzahl der Druckentlastungsflächen
  • Größe der Druckentlastungsflächen
  • Lage der Druckentlastungsflächen 

Für die Schutzmaßnahme „Explosionsunterdrückung“ wurde die Wirksamkeit in Abhängigkeit von

  • Art der Detektion (Druck, Flamme)
  • Einstellung der Detektion (Druck) und
  • Anordnung der Löschmittelbehälter

untersucht.

Das Forschungsvorhaben lief von Juli 2013 bis März 2015.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
Dr. Albrecht Vogl, albrecht.vogl(at)bgn.de, Tel.: 0621/ 44 56 36 06