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PROTEGO
Excellence in Safety and Environment

Flammensperren

Grundlagen

Ein Flammenschutz ist eine Sicherheitsvorrichtung. Der Zweck eines Flammenschutzes besteht darin, den Durchfluss von Gasen, Flüssigkeiten usw. zu ermöglichen
, aber die Übertragung von Flammen und Explosionen zu verhindern.

Flammensperren Flammensperren Ein Flammenschutz, Deflagrationsschutz oder Flammensperre ist eine Vorrichtung oder Konstruktion, die den freien Durchgang von Gas oder Gasgemischen ermöglicht, jedoch den Durchgang von Flammen unterbricht oder verhindert. (oder „Flammensperren“) sind so konzipiert, dass sie den Durchfluss von Gasen, Flüssigkeiten usw. ermöglichen und gleichzeitig die Flammenübertragung verhindern. PROTEGO® Flammensperren bestehen aus einzelnen FLAMEFILTER® (Flammensperrenscheiben), Abstandhaltern und einem Gehäuse. Der FLAMEFILTER® besteht aus gewickelten, gewellten Metallstreifen.


Das Prinzip der Flammenlöschung in kleinen Spalten wird sowohl bei PROTEGO® End-of-Line-Flammensperren als auch bei PROTEGO® In-Line-Flammensperren angewendet. Wenn sich ein Gemisch in einem Spalt zwischen zwei Wänden entzündet, breitet sich die Flamme in Richtung des nicht verbrannten Gemisches aus. Die Ausdehnung des verbrannten Gemisches komprimiert das nicht verbrannte Gemisch vor und beschleunigt die Flamme.

Die Flamme wird durch Wärmeableitung in der Grenzschicht „s“ gelöscht, indem sie auf die im Vergleich zur Spaltbreite „D“ große Oberfläche der Spaltlänge übertragen und das Produkt Produkt Umfasst Ausrüstung, Schutzsysteme, Geräte, Komponenten und Kombinationen davon. unter seine Zündtemperatur Zündtemperatur Niedrigste Temperatur (einer heißen Oberfläche), bei der unter festgelegten Prüfbedingungen die Entzündung eines brennbaren Gases oder Dampfes in einem Gemisch mit Luft oder Luft/Inertgas erfolgt. abgekühlt wird. Die Spaltbreite und Spaltlänge der Flammensperrscheibe bestimmen ihre Löschfähigkeit.

Je schmaler und länger der Spalt, desto größer die Löschwirkung. Umgekehrt gilt: Je breiter und kürzer der Spalt, desto geringer der Druckverlust. Experimente helfen dabei, das optimale Gleichgewicht zwischen diesen Bedingungen zu ermitteln.

Der Betreiber ist für die regelmäßige Wartung Wartung Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen, einschließlich Überwachungsmaßnahmen, die dazu dienen, eine Einheit in betriebsfähigem Zustand zu halten oder wiederherzustellen. des Geräts verantwortlich. Eine fehlerfreie Funktion erfordert regelmäßige Prüf- und Wartungsarbeiten. Die erforderlichen Intervalle hängen von den Eigenschaften (z. B. Kondensation, Sublimation, Polymerisation, Konsistenz) der Produkte in der Anlage oder der durch die Geräte fließenden Gemische sowie von der mechanischen Beanspruchung ab, der sie ausgesetzt sind.

Wenn das Personal keine Erfahrung mit der Bedienung des Geräts hat, muss der Betreiber folgende Maßnahmen sicherstellen:

  • Regelmäßige Kontrollen nach der Inbetriebnahme
  • Festlegung zukünftiger Wartungsintervalle

  • Dokumentation der festgelegten Wartungsarbeiten in den Betriebsanweisungen

Wichtige Punkte, die bei der Festlegung der Wartungsintervalle zu beachten sind:

  • Bei „sauberen” Produkten und normalen mechanischen Belastungen ist in der Regel eine jährliche Inspektion ausreichend.
  • Verunreinigungen, mögliche Polymerbildungen oder andere Ablagerungen, Kondensatansammlungen oder hohe mechanische Belastungen können deutlich kürzere Wartungsintervalle erforderlich machen. Eine erste Wartung spätestens nach 3 Monaten wird empfohlen.
  • Die Lebensdauer von Verschleißteilen wie Dichtungen und Membranen hängt von Umwelteinflüssen, Prozessmedien und mechanischer Beanspruchung ab. Die erforderlichen Wartungsintervalle kann nur der Betreiber festlegen.
  • Ablagerungen in den Geräten und Verschmutzungen der FLAMEFILTER®-Scheiben führen zu erhöhtem Druckverlust oder reduzierter Durchflussrate.

  • Ersetzen Sie die PROTEGO® Flammensperre PROTEGO® Flammensperre Die PROTEGO® Flammensperre ist die Hauptkomponente einer Flammensperre. Sie verhindert die Ausbreitung von Flammen. nach jeder registrierten Verbrennung oder Rückzündung. Überprüfen Sie alle anderen Teile des Geräts auf Beschädigungen.

Bei Ausführungen mit Temperatursensor Temperatursensor Temperatursensor zur Überwachung der Temperatur. (-T, -TB) ist zusätzlich Folgendes zu beachten:

Ein Flammenschutz ist kein Ventil. Der Zweck eines Flammenschutzes besteht darin, den Durchfluss von Gasen, Flüssigkeiten usw. zu ermöglichen, aber die Übertragung einer Flamme zu verhindern. Der Zweck eines Ventils besteht darin, zu verhindern, dass der Tank bei Druck- und Vakuumsituationen beschädigt wird. Geschlossene Behälter oder Tanks, die mit flüssigen Produkten gefüllt sind, müssen über eine Öffnung verfügen, durch die der angesammelte Druck abgelassen werden kann, damit der Behälter nicht explodiert. Ebenso muss ein Unterdruck ausgeglichen werden, wenn der Tank oder Behälter entleert wird, damit er nicht implodiert.

Flammensperren werden entsprechend dem Verbrennungsprozess (Dauerbrand,
Deflagration Deflagration Sich mit Unterschallgeschwindigkeit ausbreitende Explosion (EN 1127-1:1997). , Detonation Detonation Explosion, die sich mit Überschallgeschwindigkeit ausbreitet und durch eine Stoßwelle gekennzeichnet ist (EN 1127-1: 1997). und die verschiedenen Untergruppen).

Deflagrationsflammensperren sind Sicherheitseinrichtungen, die in Systemen zum Umgang mit explosiven Gemischen eingesetzt werden, um Prozessanlagen vor Deflagrationen zu schützen. Sie unterdrücken zuverlässig die Auswirkungen einer Deflagration in den Rohrleitungen in der Nähe potenzieller Zündquellen, löschen die Flamme und schützen Systeme, die dem Druck einer Explosion Explosion Abrupte Oxidations- oder Zersetzungsreaktion, die zu einem Anstieg der Temperatur, des Drucks oder beidem gleichzeitig führt. nicht standhalten können.

Detonationsflammensperren sind Sicherheitsvorrichtungen, die in Rohrleitungssystemen eingesetzt werden, in denen Detonationen auftreten können. Sie unterdrücken zuverlässig die Auswirkungen einer Detonation, löschen die Flamme und schützen nicht explosionsgeschützte Komponenten und Behälter.

Deflagration ist eine Explosion, die sich mit Unterschallgeschwindigkeit ausbreitet. Je nach geometrischer Form des Verbrennungsbereichs wird zwischen atmosphärischer Deflagration, Vorvolumen-Deflagration und Inline-Deflagration unterschieden.

Eine atmosphärische Deflagration ist eine Explosion, die im Freien ohne merklichen Druckanstieg stattfindet.
Eine Vorvolumen-Deflagration ist eine Explosion in einem geschlossenen Raum (z. B. in einem Behälter), die durch eine interne Zündquelle Zündquelle Jede Quelle mit ausreichend Energie, um eine Verbrennung auszulösen. ausgelöst wird.

Eine Inline-Deflagration ist eine beschleunigte Explosion innerhalb eines Rohrs, die sich entlang der Achse des Rohrs mit einer Flammenausbreitungsgeschwindigkeit unterhalb der Schallgeschwindigkeit fortbewegt.

Eine Detonation ist eine Explosion, die sich mit Überschallgeschwindigkeit ausbreitet und durch eine Schockwelle gekennzeichnet ist.

End-of-Line-Flammensperren können je nach ihrer Typenzulassung kurzzeit- oder dauerbrandfest sein.
Unter stabilisiertem Brennen versteht man das gleichmäßige, stetige Brennen einer Flamme, die am oder in der Nähe des Flammenschutzelements stabilisiert ist. Es wird zwischen kurzzeitigem Brennen (stabilisiertes Brennen für einen bestimmten Zeitraum) und Dauerbrennen (stabilisiertes Brennen für einen unbegrenzten Zeitraum) unterschieden.

Flammensperren werden in einer Vielzahl von Anwendungen im gesamten Upstream- und Downstream-Bereich der Öl- und Gasindustrie sowie in der Erdöl-, Chemie-, Pharma- und Bioenergieindustrie eingesetzt. Sie sind für die Verarbeitung und Lagerung brennbarer Flüssigkeiten unverzichtbar. Der Zweck einer Flammensperre besteht darin, den Durchfluss von Gasen, Flüssigkeiten usw. zu ermöglichen, aber die Übertragung von Flammen zu verhindern.

Ein atmosphärisches deflagrationssicheres Ventil ist ein hochentwickeltes kombiniertes Druck-/Vakuum-Überdruckventil Druck-/Vakuum-Überdruckventil Druck-/Vakuum-Überdruckventil ist ein Oberbegriff, der sowohl Druck- oder Vakuum-Überdruckventile als auch Druck- und Vakuum-Überdruckventile umfasst. , das
für hohe Durchflusskapazitäten mit integrierter Flammensperre. Es wird in erster Linie für die flammensichere Ein- und Ausatmung an Tanks, Behältern und Prozessanlagen eingesetzt. Dieses Ventil bietet zuverlässigen Schutz vor Überdruck Überdruck Überdruck bezeichnet einen Anstieg des Drucks in einem System oder Behälter über den normalen Betriebsdruck hinaus. und Unterdruck, verhindert das Einatmen von Luft, reduziert Produktverluste und schützt vor atmosphärischer Verpuffung.

Auswahl

Flammensperren werden auf der Grundlage des Verbrennungsprozesses (Deflagration, Detonation, Dauerbrand) und des Einbauortes (inline oder end-of-line) ausgewählt. Die Wirksamkeit von Flammensperren muss geprüft und zugelassen sein.

Bei der Auswahl des richtigen Flammensperrs sollten die folgenden Kriterien berücksichtigt werden:

Auf Grundlage dieser ersten Auswahl können weitere Details wie Materialien, Beschichtungen usw. im Datenblatt angefordert oder definiert werden.

Je nach Einbau- und Betriebsbedingungen sind entweder Deflagrationsflammensperren Deflagrationsflammensperre Flammensperre zur Verhinderung der Übertragung einer Verpuffung. Es kann sich um eine End-of-Line-Flammensperre oder eine In-Line-Flammensperre handeln. oder Detonationsflammensperren Detonationsflammensperre Flammensperre zur Verhinderung der Übertragung einer Detonation. erforderlich. Je nach Betriebsart kann eine Beständigkeit gegen stabilisiertes Brennen (Kurzzeitbrennen, Dauerbrennen) erforderlich sein.
Flammensperren werden je nach Verbrennungsprozess (Dauerbrennen, Deflagration, Detonation und die verschiedenen Untergruppen) und nach Art der Installation (inline, am Ende der Leitung, in Geräten) in verschiedene Typen unterteilt.

Flammensperren werden aus Stahl, Edelstahl oder Hastelloy hergestellt.

Ein Flammenschutz wird an der Öffnung eines Gehäuses oder an den Verbindungsrohren eines Gehäusesystems installiert.

Um festzustellen, ob Flammensperren die Durchflussraten beeinflussen, sollten die Durchflusskapazitätstabellen für jeden spezifischen
Gerätetyp zu Rate gezogen werden. Diese Tabellen veranschaulichen den Druckabfall bei verschiedenen Durchflussraten.

Ventile

Die Auswahl des richtigen Druck- Vakuum Vakuum Vakuum ist der Druck in einem geschlossenen Raum, der niedriger ist als der Umgebungsdruck. -Entlastungsventils (PVRV) ist entscheidend für den sicheren Betrieb Ihres Systems.

Befolgen Sie diese Richtlinien, um das geeignete Ventil auszuwählen:

Funktion: Ermitteln Sie die Notwendigkeit eines Überdruckventils, eines Unterdruckventils oder eines kombinierten Über-/Unterdruckventils mit einem Abflussanschluss, falls erforderlich.

Ausführung: Wählen Sie zwischen einem kombinierten Endventil oder separaten Druck- und Vakuumventilen mit vertikalem oder horizontalem Anschluss.

Angepasster Einstelldruck Angepasster Einstelldruck Der eingestellte Nenndruck ist der Druck, bei dem sich ein Ventil auf einem Prüfstand öffnet. : Dies ist der maximal zulässige Standarddruck des Behälters abzüglich 10 % Überdruck. Der Einstelldruck Einstelldruck Der Einstelldruck ist der Überdruck am Geräteeinlass, bei dem die Überströmvorrichtung so eingestellt ist, dass sie unter Betriebsbedingungen zu öffnen beginnt. bestimmt die Wahl der Materialien für die Ventilpalette Ventilpalette Ventilpalette ist der Oberbegriff für die Baugruppe, die auf dem Ventilsitz aufliegt. .

Dichtungstyp: Wählen Sie den geeigneten Dichtungstyp entsprechend dem Druckniveau aus. Zur Auswahl stehen eine Luftkissendichtung oder eine Metalldichtung für eine extrem dichte Abdichtung.

Besondere Betriebsbedingungen: Berücksichtigen Sie spezifische Anforderungen wie die Handhabung viskoser und klebriger Substanzen, frostgeschützten Betrieb oder die Verwendung mit polymerisierenden Produkten.

Nennweite: Die Nennweite wird in der Regel durch die Durchflussmenge bestimmt, die erforderlich ist, um einen unzulässigen Über- oder Unterdruck zu vermeiden. Zur Auswahl stehen zertifizierte Durchflussdiagramme zur Verfügung. Für die richtige Dimensionierung sind die Betriebsbedingungen, der Druckverlust in den Rohrleitungen einschließlich anderer installierter Geräte und ein möglicher Gegendruck Gegendruck Der Gegendruck ist die Summe aus aufgebautem Gegendruck und überlagertem Gegendruck. zu berücksichtigen.

Überlegungen zur Dimensionierung: Die Ventilgröße sollte sicherstellen, dass die zulässigen Drücke beim Freigeben der erforderlichen Durchflussmenge nicht überschritten werden.

Durch sorgfältige Bewertung dieser Faktoren können Sie ein Druck- Vakuum-Überdruckventil Vakuum-Überdruckventil Ein Vakuum-Überdruckventil dient zur Belüftung eines Teils des Systems und schützt es vor unzulässigem Unterdruck. auswählen, das optimale Leistung und Sicherheit für Ihr System gewährleistet.

Druck- und Vakuumventile verfügen über gewichts- oder federbelastete Ventilplatten. Wenn sich im Tank Überdruck aufbaut, hebt sich die im Gehäuse geführte Druckventilplatte und lässt den Durchfluss in die Atmosphäre ab, bis der Druck unter den eingestellten Wert fällt. Das Ventil schließt dann wieder.

Die Unterdruckseite des Ventils bleibt durch die zusätzliche Überdruckbelastung dicht verschlossen. Bei Unterdruck im Tank hebt der atmosphärische Druck die Unterdruckscheibe an, sodass der Tank entlüftet werden kann.

PROTEGO®-End-of-Line-Ventile werden hauptsächlich für Lagertanks, Behälter oder Entlüftungsleitungen verwendet. In Rohrleitungen dienen PROTEGO®-In-Line-Ventile als Rückflussverhinderer, Überströmventile und gelegentlich als Regelventile.

PROTEGO® Druck-/Vakuumventile werden als Ein- und Ausatemventile, Druckbegrenzungsventile, Konservierungsventile und zur einfachen Steuerung und Entlüftung von Tanks und Anlagen eingesetzt, wenn unzulässige Vakuum- oder Druckwerte überschritten werden. Diese Ventile eignen sich für niedrige Druckbereiche, in denen klassische Sicherheitsventile aufgrund ihrer begrenzten Leistungsmerkmale nicht eingesetzt werden können. PROTEGO®-Ventile sind als Druckbegrenzungsventile, Vakuumbegrenzungsventile oder als kombinierte Druck-/Vakuumbegrenzungsventile erhältlich.

Geschlossene Behälter oder Tanks, die mit flüssigen Produkten gefüllt sind, müssen über Öffnungen verfügen, durch die sich der aufgebaute Druck entweichen kann, um eine Explosion des Behälters zu verhindern. Ebenso muss beim Entleeren des Tanks oder Behälters ein Unterdruck ausgeglichen werden, um eine Implosion zu verhindern. Unzulässiger Über- oder Unterdruck kann beim Be- und Entladen, bei Dampfreinigungsprozessen oder beim Begasen aufgrund thermischer Effekte auftreten.

Für den freien Austausch mit der Atmosphäre oder verbundenen Rohrleitungssystemen, die nicht kontrolliert und überwacht werden, werden Druck-/Vakuum-Überströmventile verwendet. Diese Öffnungen ermöglichen eine sichere Druck- und Vakuumentlastung und gewährleisten die Integrität des Behälters oder Tanks.

Druck-Vakuum-Entlastungsventile (PVRV) gibt es in verschiedenen Ausführungen, die jeweils für bestimmte Anwendungen ausgelegt sind:

Druckbegrenzungsventile: Diese Ventile verhindern Dampfverluste bis zum eingestellten Druck und bieten zuverlässigen Schutz vor Überdruck.

Vakuum-Überdruckventile: Diese Ventile verhindern das unzulässige Eindringen von Luft bis zum eingestellten Nenndruck Nenndruck Der Nenndruck ist ein Referenzwert für ein Rohrleitungssystem. und bieten zuverlässigen Schutz vor Vakuumbildung.

Druck-/Vakuum-Überdruckventile: Diese Ventile erfüllen sowohl Druckentlastungs- als auch Vakuumentlastungsfunktionen und gewährleisten so umfassenden Schutz unter unterschiedlichen Bedingungen.

Notdruckbegrenzungsventile: Wenn aufgrund eines Brandes an der Außenfläche des Tanks oder aufgrund von Fehlfunktionen spezieller Tankausrüstung extrem hohe Entlüftungsraten erforderlich sind, müssen zusätzliche Notdruckbegrenzungsventile verwendet werden, um die Sicherheit zu gewährleisten und katastrophale Ausfälle zu verhindern.

Membranventile: PROTEGO®-Membranventile werden für den Umgang mit problematischen Produkten und niedrigen Temperaturen eingesetzt und bieten spezielle Leistungsmerkmale.

Pilotgesteuerte Ventile: Diese Ventile bieten den Vorteil einer präzisen Regelungsreaktion und eine dichte Abdichtung bis zu dem Punkt, an dem das Ventil zu öffnen beginnt. Damit eignen sie sich ideal für Anwendungen, die eine strenge Regelung erfordern.

Hochgeschwindigkeitsentlüftungsventile: Hochgeschwindigkeitsentlüftungsventile werden speziell auf Tankschiffen und für spezielle landgestützte Anwendungen eingesetzt, um schnelle Druckänderungen effektiv zu bewältigen.

Um den geeigneten Ventiltyp auszuwählen, sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

Funktion: Ermitteln Sie den Bedarf an einem Überdruckventil Überdruckventil Ventil zum Öffnen und Ablassen von Überdruck und zum Wiederschließen und Verhindern des weiteren Flüssigkeitsflusses, nachdem normale Bedingungen wiederhergestellt sind. , Unterdruckventil oder einem kombinierten Über-/Unterdruckventil, gegebenenfalls mit einem Abflussanschluss.

Ausführung: Wählen Sie zwischen einem kombinierten Endventil oder separaten Druck- und Vakuumbegrenzungsventilen mit senkrechtem oder horizontalem Anschluss.

Die richtige Einstellung des Drucks in einem Überdruckventil ist für den sicheren Betrieb Ihres Systems von entscheidender Bedeutung. Hier finden Sie die Schritte und Überlegungen zur Druckeinstellung:

Ventilgröße: Stellen Sie sicher, dass die Ventilgröße ausreichend ist, damit die zulässigen Drücke beim Freigeben der erforderlichen Durchflussmenge nicht überschritten werden. Berücksichtigen Sie bei der Bestimmung des Öffnungsdrucks des Ventils auch Druckverluste in angeschlossenen Rohrleitungen und anderen installierten Geräten.

Einstellung des Nenndrucks: Der Nenndruck des Ventils sollte so berechnet werden, dass der erwartete Volumenstrom sicher abgelassen werden kann. Bei Ventilen, die einen Überdruck von 10 % benötigen, um den vollen Hub zu erreichen, sollte der Nenndruck 10 % unter dem Druck bei vollständiger Öffnung liegen (z. B. maximal zulässiger Tankdruck Tankdruck Der Tankdruck ist der Druck innerhalb eines Tanks. ). Es ist wichtig, den Druckabfall innerhalb des Rohrleitungssystems und aller anderen installierten Geräte zu berücksichtigen, um genaue Druckeinstellungen zu gewährleisten.

Überlegungen zu herkömmlichen Ventilen: Viele herkömmliche Ventile erfordern einen Überdruck von 100 %, um den vollen Hub zu erreichen. In diesen Fällen kann der eingestellte Druck nur die Hälfte des maximal zulässigen Tankdrucks betragen. Dies führt dazu, dass die Ventile früher öffnen, was zu unnötigen Produktverlusten führen kann. Für optimale Sicherheit und Umweltschutz ist es entscheidend, solche Faktoren bei der Druckeinstellung zu berücksichtigen.

Durch sorgfältige Bewertung dieser Elemente können Sie den Druck in einem Überdruckventil so einstellen, dass ein sicherer und effizienter Betrieb gewährleistet ist.

Wenn aufgrund eines Brandes an der Außenfläche des Tanks oder aufgrund von Störungen an speziellen Tankausrüstungen (z. B. Tankbegasungssystemen) extrem hohe Entlüftungsraten erforderlich sind, müssen zusätzliche Notdruckbegrenzungsventile verwendet werden, insbesondere wenn das Tankdach nicht als zerbrechlich ausgelegt ist.

Tanks zur Lagerung brennbarer und nicht brennbarer Flüssigkeiten werden gemäß unterschiedlichen Normen konstruiert und hergestellt:

EN 14015, API 620 oder API 650 sind die weltweit wichtigsten Normen. Je nach Norm sind unterschiedliche maximale Tankdrücke zulässig, bei denen der Abfluss erreicht werden muss.

Berechnung der Ausblas- und Einblasleistung gemäß ISO 28300/API 2000:

Die maximal erforderliche Entlüftungskapazität ist die Summe aus Pumpenkapazität und thermischer Kapazität aufgrund von witterungsbedingten Bedingungen. Die Berechnung der maximal erforderlichen Kapazität aufgrund von witterungsbedingten Bedingungen basiert auf ISO 28300 in Bezug auf oberirdische Lagertanks mit oder ohne Isolierung.

Berechnung der Ausblas- und Einblasleistung gemäß TRGS 509:

Zur Berechnung der Ausatmungs- und Einatmungsleistung von Lagertanks (z. B. Tanks gemäß DIN 4119 für oberirdische Flachbodentanks oder DIN 6608 für unterirdische oder unterirdische horizontale Tanks) sind die Berechnungsformeln der TRGS 509 (Stand: 1. Januar 2013, VdTÜV-Merkblatt Tankanlagen 967) anzuwenden.

Berechnung der Aus- und Einströmkapazität gemäß API 2000, 5. Auflage / ISO 28300
Anhang A:

Die Ausatmungs- und Einatmungskapazität von Erdölspeichertanks kann gemäß ISO 28300 Anhang A (entspricht in etwa API 2000 5. Auflage) berechnet werden, wenn bestimmte Randbedingungen erfüllt sind (siehe ISO 28300).

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Mrs. Auris-Nadine Hillen

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