DIN-Fachbericht CEN TR 15281-2007 Guidance on inerting for the prevention of explosions German version CEN TR 15281 2006《防爆用惰化指南》.pdf

1、November 2007 Preisgruppe 18DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nurmit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.230!,d*m“9650774www.din.deDDIN-Fachbericht CEN/TR 15281Leitstze fr die Inertisierung zum Explos

2、ionsschutz;Deutsche Fassung CEN/TR 15281:2006Guidance on inerting for the prevention of explosions;German version CEN/TR 15281:2006Atmosphres explosibles Guide de linertage pour la prvention des explosions;Version allemande CEN/TR 15281:2006Alleinverkauf durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beu

3、th.deGesamtumfang 59 SeitenDIN-Fachbericht CEN/TR 15281:2007-11 2 Nationales Vorwort Der diesem Fachbericht zugrunde liegende CEN-Fachbericht CEN/TR 15281 wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 305 Explosionsfhige Atmosphren Explosionsschutz“ (Sekretariat: DIN) erarbeitet. Fr Deutschland war der Arbei

4、tsausschuss NA 095-02-01 AA Explosionsschutzeinrichtungen (auer Flammendurchschlagsicherungen)“ des Normenausschusses Sicherheitstechnische Grundstze (NASG) an der Bearbeitung beteiligt. Dieser Fachbericht beschreibt Methoden zur Inertisierung als Manahme des Explosionsschutzes und kann damit als In

5、formationsquelle fr die Konzipierung von Inertisierungsmanahmen in Anlagen verwendet werden. Explosionsgrenzen und Sauerstoffgrenzkonzentrationen sind physikalisch-chemische Stoffeigenschaften, die vom Bestimmungsverfahren abhngig sind. Daher knnen nach neuen harmonisierten Europischen Normen (DIN E

6、N 1839 und E DIN EN 14756) gemessene Werte von den angegebenen Literaturbeispielen in diesem Fachbericht abweichen. Im Zweifelsfall sind zur Festlegung von Schutzmanahmen Messungen nach den Europischen Normen erforderlich. Es ist aber zu beachten, dass die betriebliche Inertisierung als Manahme zur

7、Vermeidung explosionsfhiger Atmosphren eine Manahme ist, die in den Geltungsbereich der Europischen Richtlinie 1999/92/EG (Richtlinie 1999/92/EG des Europischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 1999 ber Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbe

8、itnehmer, die durch explosionsfhige Atmosphren gefhrdet werden knnen (Fnfzehnte Einzelrichtlinie im Sinne von Artikel 16 Absatz 1 der Richtlinie 89/391/EWG) fllt. Diese Europische Richtlinie wurde in Deutschland durch die Betriebssicherheitsverordnung (Verordnung ber Sicherheit und Gesundheitsschutz

9、 bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, ber Sicherheit beim Betrieb berwachungsbedrftiger Anlagen und ber die Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheitsverordnung BetrSichV) und die Gefahrstoffverordnung (Verordnung zum Schutz vor Gefah

10、rstoffen (Gefahrstoffverordnung GefStoffV) umgesetzt. Die Konkretisierung der Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung hinsichtlich der Ermittlung und Bewertung der Gefhrdungen sowie der Ableitung von geeigneten Manahmen erfolgt durch Technische Regeln fr Betriebssicherheit (TRBS). Analog erf

11、olgt die Konkretisierung der Anforderungen der Gefahrstoffverordnung durch Technische Regeln fr Gefahrstoffe (TRGS). Bei Anwendung der in den Technischen Regeln beispielhaft genannten Manahmen kann der Arbeitgeber insoweit die Vermutung der Einhaltung der Vorschriften der jeweiligen Verordnung fr si

12、ch geltend machen. Whlt der Arbeitgeber eine andere Lsung, z. B. durch Anwendung dieses Fachberichtes, hat er die gleichwertige Erfllung der entsprechenden Verordnung schriftlich nachzuweisen. Die Technische Regel, in der die Inertisierung als Manahme zum Explosionsschutz beschrieben wird, ist die T

13、echnische Regel fr Betriebssicherheit TRBS 2152 Teil 2 “Vermeidung oder Einschrnkung gefhrlicher explosionsfhiger Atmosphre“, bzw. die identische Technische Regel fr Gefahrstoffe TRGS 722. DIN-Fachbericht CEN/TR 15281:2007-11 3 Fr die im Abschnitt 2 und in den Literaturhinweisen zitierten Europische

14、n und Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: EN 1127-1 siehe DIN EN 1127-1 EN 1839 siehe DIN EN 1839 EN 14034-4 siehe DIN EN 14034-4 prEN 14756 siehe E DIN EN 14756 EN 50104 siehe DIN EN 50104 EN ISO 4126-6 siehe DIN EN ISO 4126-6 IEC 61508-1 si

15、ehe DIN EN 61508-1 IEC 61508-2 siehe DIN EN 61508-2 IEC 61508-3 siehe DIN EN 61508-3 IEC 61511-1 siehe DIN EN 61511-1 IEC 61511-2 siehe DIN EN 61511-2 IEC 61511-3 siehe DIN EN 61511-3 DIN-Fachbericht CEN/TR 15281:2007-11 4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise 1 DIN EN 1127-1, Explosio

16、nsfhige Atmosphren Explosionsschutz Teil 1: Grundlagen und Methodik 2 DIN EN 1839, Bestimmung der Explosionsgrenzen von Gasen und Dmpfen 3 DIN EN 14034-4, Bestimmung der Explosionskenngren von Staub/Luft-Gemischen Teil 4: Bestimmung der Sauerstoffgrenzkonzentration SGK von Staub/Luft-Gemischen 4 E D

17、IN EN 14756, Bestimmung der Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) fr brennbare Gase und Dmpfe 5 DIN EN 50104 (VDE 0400-20), Elektrische Gerte fr die Detektion und Messung von Sauerstoff Anforderungen an das Betriebsverhalten und Prfverfahren 6 DIN EN 61508-1 (VDE 0803-1), Funktionale Sicherheit sicherh

18、eitsbezogener elektrischer/ elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme Teil 1: Allgemeine Anforderungen 7 DIN EN 61508-2 (VDE 0803-2), Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/ elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme Teil 2: Anforderungen an sicherheits-bez

19、ogene elektrische/elektronische/programmierbare elektronische Systeme 8 DIN EN 61508-3 (VDE 0803-3), Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/ elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme Teil 3: Anforderungen an Software 9 DIN EN 61511-1 (VDE 0810-1), Funktionale Sicherhei

20、t Sicherheitstechnische Systeme fr die Prozessindustrie Teil 1: Allgemeines, Begriffe, Anforderungen an Systeme, Software und Hardware 10 DIN EN 61511-2 (VDE 0810-2), Funktionale Sicherheit Sicherheitstechnische Systeme fr die Prozessindustrie Teil 2: Anleitungen zur Anwendung des Teils 1 11 DIN EN

21、61511-3 (VDE 0810-3), Funktionale Sicherheit Sicherheitstechnische Systeme fr die Prozessindustrie Teil 3: Anleitung fr die Bestimmung der erforderlichen Sicherheits-Integrittslevel 12 DIN EN ISO 4126-6, Sicherheitseinrichtungen gegen unzulssigen berdruck Teil 6: Berst-scheibeneinrichtung; Anwendung

22、, Auswahl und Einbau TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT RAPPORT TECHNIQUE CEN/TR 15281 Mai 2006 ICS 13.230 Deutsche Fassung Leitstze fr die Inertisierung zum Explosionsschutz Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions Atmosphres explosibles - Guide de linertage pour la prvention des exp

23、losions Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 8. November 2005 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien,

24、 Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZAT

25、ION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. CEN/TR 15281:2006 DCEN/TR 15281:2007 (D) 2 Inhalt Seite

26、Vorwort .4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen5 3 Begriffe und Abkrzungen6 3.1 Begriffe .6 3.2 Abkrzungen7 4 Inertgase .9 5 Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf explosionsfhige Atmosphren 9 5.1 Allgemeines9 5.2 Gas- und Dampfexplosionen10 5.3 Staubexplosionen12 5.4 Hybride Gemische .

27、15 5.5 Flssigkeitsnebel.15 5.6 Einfluss von Prozessparametern.15 6 Inertisierungsverfahren.18 6.1 Allgemeines18 6.2 Druckwechselverfahren (berdruckmethode)19 6.3 Druckwechselverfahren (Vakuummethode)20 6.4 Durchfluss-Inertisierung .20 6.5 Verdrngungs-Methode 21 6.6 Aufrechterhaltung inerter Bedingun

28、gen .22 7 Inertisierungsanlagen .24 7.1 Allgemeine Einfhrung .24 7.2 Zufhrung von Inertgas 24 7.3 berwachungs- und Regelungssystem 25 7.4 Verfahren 26 8 Zuverlssigkeit.28 8.1 Anforderungen an sicherheitsgerichtete berwachungen .28 8.2 Inertisierungsanlagen .28 9 Schutz von Personal und Umwelt29 10 B

29、enutzerinformation30 Anhang A (informativ) Sauerstoffberwachungstechnik31 Anhang B (informativ) Gleichungen fr die Inertisierung Druckwechselverfahren .34 Anhang C (informativ) Berechnungen fr Durchfluss-Inertisierung38 Anhang D (informativ) Zufhrung von Feststoffen in einen inertisierten Behlter mi

30、ttels Taktschleuse40 Anhang E (informativ) Zufhrung von Feststoffen ber eine Schurre in einen geffneten Behlter.43 Anhang F (informativ) Beispiele fr die Inertisierung einiger Prozessschritte.47 Anhang G (informativ) Verhinderung des Eindringens von Luft durch Entlftungsrohre 52 CEN/TR 15281:2007 (D

31、) 3 Seite Bilder Bild 1 Einfluss von Inertgas auf die Explosionsgrenzen von Methan (entsprechend 32, Bild 28) .10 Bild 2 Diagramm der Explosionsfhigkeit fr Luft-Propan-Stickstoff (entsprechend 8) .11 Bild 3 Dreiecksdiagramm der Brennbarkeit fr Brennstoff-Sauerstoff-Stickstoff12 Bild 4 Einfluss der S

32、auerstoffkonzentration auf den maximalen Explosionsdruck fr Braunkohle (entsprechend 7)13 Bild 5 Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf den maximalen zeitlichen Explosionsdruckanstieg fr Braunkohle (entsprechend 7) .14 Bild 6 Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf den maximalen Explosionsdruck f

33、r Braunkohle (entsprechend 29)14 Bild 7 Einfluss der Temperatur auf die Zndempfindlichkeit von Stuben (entsprechend 7) 16 Bild 8 Einfluss der Temperatur auf die Sauerstoffgrenzkonzentration (entsprechend 29) .17 Bild 9 Einfluss des Druckes auf die Inertisierung von Braunkohle (entsprechend 29) .17 B

34、ild 10 Einfluss des Druckes auf die Menge des fr die Inertisierung von Propan erforderlichen Inertgases (entsprechend 32, Bild 40) 18 Bild 11 Festlegung der Konzentrationsgrenzwerte fr die Steuerung.26 Bild D.1 Beispiel fr die Zufhrung von Feststoffen in einen inertisierten Behlter mittels einer Tak

35、tschleuse .40 Bild F.1 Druckfilter/Trockner mit Rhrwerkzeug 47 Bild F.2 Zentrifuge mit Deckelentnahme .48 Bild F.3 Horizontale Korbzentrifuge mit Wendefilter .49 Bild F.4 Stiftmhle .50 Bild F.5 Horizontal-Schaufelradtrockner.51 Bild G.1 Wert fr den Exponenten N in Gleichung (18) fr verschiedene Rohr

36、durchmesser .53 Tabellen Tabelle B.1 Charakteristischer zeitlicher Druckanstieg in Vakuumanlagen37 Tabelle B.2 Ausgewhlte Werte fr k = Cp/Cvfr verschiedene Inertgase .37 CEN/TR 15281:2007 (D) 4 Vorwort Dieser Technische Fachbericht (CEN/TR 15281:2006) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 305 Explosi

37、onsfhige Atmosphren Explosionsschutz“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird. CEN/TR 15281:2007 (D) 5 1 Anwendungsbereich Inertisieren ist eine Manahme zum Explosionsschutz. Durch das Einbringen eines Inertgases in eine gegen Explosionen zu schtzende Anlage wird der Sauerstoffgehalt un

38、ter eine bestimmte Konzentration gesenkt, bis keine Explosion mehr mglich ist. Der Zusatz von ausreichend Inertgas, um ein Gemisch nicht brennbar zu machen, wenn es mit Luft gemischt wird (totale Inertisierung) ist nur in seltenen Fllen erforderlich. Die Anforderungen an totales Inertisieren werden

39、erlutert. Eine Zugabe von Inertgas kann ebenfalls eingesetzt werden, um die Znd- und Explosionseigenschaften einer explosionsfhigen Atmosphre zu beeinflussen. Die Leitstze fr Inertisierung gelten auch zur Vermeidung von Explosionen im Brandfall. Die folgenden Flle sind durch die Leitstze nicht abged

40、eckt: Inertstaub wird einem brennbaren Staub beigemischt; Verhinderung der Explosion einer explosionsfhigen Atmosphre durch flammenlschende Drahtgewebe in offenen Rumen von Behltern oder Tanks; Brandbekmpfung; Vermeiden einer explosionsfhigen Atmosphre durch berschreiten der oberen Explosionsgrenze

41、eines brennbaren Stoffes. Ein fr den Explosionsschutz ausreichendes Inertisieren ist keine Schutzmanahme zur Brandverhtung, gegen Selbstentzndung, exotherme Reaktionen oder eine Deflagration von Staubschichten und -ablagerungen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die

42、Anwendung dieses Dokumentes erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 1127-1:1997, Explosionsfhige Atmosphren Explosionsschutz Teil 1: Gr

43、undlagen und Methodik EN 14034-4, Bestimmung der Explosionskenngren von Staub/Luft-Gemischen Teil 4: Bestimmung von Sauerstoffgrenzkonzentrationen (SGK) von Staub/Luft-Gemischen prEN 14756, Bestimmung der Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) fr Gase und Dmpfe EN 50104, Elektrische Gerte fr die Detekti

44、on und Messung von Sauerstoff Anforderungen an das Betriebsverhalten und Prfverfahren IEC 61508-1, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems Part 1: General requirements (IEC 61508-1:1998 + Corrigendum 1999) IEC 61508-2, Functional safety of electrical

45、/electronic/programmable electronic safety-related systems Part 2: Requirements for electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems (IEC 61508-2:2000) IEC 61508-3, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems Part 3: Software requirem

46、ents (IEC 61508-3:1998 + Corrigendum 1999) IEC 61511-1, Functional safety Safety instrumented systems for the process industry sector Part 1: Framework, definitions, system, hardware and software requirements (IEC 61511-1:2003 + Corrigendum 2004) IEC 61511-2, Functional safety Safety instrumented sy

47、stems for the process industry sector Part 2: Guidelines for the application of IEC 61511-1 (IEC 61511-2:2003) IEC 61511-3, Functional safety Safety instrumented systems for the process industry sector Part 3: Guidance for the determination of the required safety integrity levels (IEC 61511-3:2003 +

48、 Corrigendum 2004) CEN/TR 15281:2007 (D) 6 3 Begriffe und Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Technischen Berichtes gelten die Begriffe nach EN 1127-1:1997 und die folgenden Begriffe. 3.1 Begriffe 3.1.1 Inertisierung Ersetzen atmosphrischen Sauerstoffs in einer Anlage durch ein nicht reaktives, nicht brennbares Gas, um eine Flammenausbreitung in der Atmosphre einer Anlage unmglich zu machen 3.1.2 totale Inertisierung ein total inertisiertes Gemisch bildet keine brennbare Atmosphre, wenn es mit einem beliebigen Anteil Luft vermischt wird, weil das Ver