DE4104420A1 - Ueberwachungs-systeme fuer zuendbare gase, daempfe u. dgl. - Google Patents

Description

Der Einsatz und die Verwendung von Flüssiggasen z. B. zur Herstellung von Olefinen, direkt als Rohstoffe in Prozessen, als Kältemittel, oder auch als Brennstoff hat sich in den letzten Jahrzehnten immer stärker ausge­ weitet. Anlagenkomplexe, in denen solche Flüssiggase gehandhabt werden, haben ständig einen größeren Umfang anngenommen.

Diese Anlagenkomplexe werden vorzugsweise als Freiluftanlagen erstellt. Dies aus Gründen der Größe der Anlagen und auch der Sicherheit. Die Versorgung solcher Anlage mit Rohstoffen, u. a. auch Flüssiggasen, sowie die Zwischenlagerung von Flüssiggasprodukten erfordert erhebliche Vorrats­ haltungen im Tank, sowohl in Form der drucklosen Kaltlagerung als auch der Lagerung unter Druck.

Da diese Flüssiggase brennbar sind und bei Atmosphärendruck unterhalb der normalen Umgebungstemperatur dampfförmig vorliegen bzw. bei flüssigem Austreten rasch verdampfen, ist die Bildung von zündfähigen Gemischen stets vorhanden, zumal diese Flüssiggase im dampfförmigen Zustand schwerer als Luft sind.

In technischen Anlagen können Undichtigkeiten in kleinerem und größerem Umfang auftreten. Die Ausbildung von zündfähigen Gaswolken ist die Folge. Der Detektierung dieser Gasgemische ist stets größte Aufmerksamkeit gewidmet, da in den meisten Fällen vom Zeitpunkt des Auftretens der Leckage bis zur Zündung solcher Gemische eine Zeit von mehreren Minuten verstreicht, in der - falls rechtzeitige Detektierung erfolgt - geeignete Maßnahmen (z. B. Wasserberieselung oder Dampfvorhänge) ergriffen werden können.

Glücklicherweise werden die meisten austretenden Gaswolken nicht gezündet. Erfolgt ausnahmsweise eine Zündung, so ist die Auswirkung durch die Druckwellen und den folgenden Brand meist erheblich.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein großflächig anwendbares Detektorsystem, das durch seine engmaschige Anordnung von Ansaugstellen ein sicheres, kontinuierliches und wirtschaftliches Überwachungs-System bildet.

Verknüpfte Detektorsysteme sind bisher bekannt als Sammelansaugung zur kontinuierlichen Raumüberwachung, z. B. bei der Vinylchlorid-Herstellung.

Hierbei werden wegen der anders gearteten Aufgabenstellung - Überwachung des Arbeitsplatzes auf gefährliche Stoffe - nur wenige Ansaugstellen kombiniert, um einerseits keine zu starke Verdünnung zu bekommen und andererseits schnelle Anzeige zu bekommen.

Bei den oben beschriebenen Freiluftanlagen handelt es sich z. B. um großflächig angeordnete Produktionsanlagen, die auch bisher schon durch Gasdetektoren überwacht werden. Die bisher verwendeten Detektoren werden in bestimmten Abständen oder auch punktuell an besonderen Stellen (z. B. bei Pumpen) aufgestellt.

Durch Verkürzen der Abstände zwischen den Detektoren kann ein engmaschiges Netz über eine Anlage gezogen werden; allerdings sind diese Detektoren fest angeordnet und sind für Wartung, Reparatur und Bedienung der Anlage - bei enger Anordnung - sehr behindernd. Außerdem ist jeder Detektor zu verkabeln, um die Information in die Zentrale zu bringen; die große Zahl kann zu erheblichen Kosten führen. Man ist bestrebt, Zahl und Abstand ökonomisch zu halten.

Andererseits ist bekannt, daß Dämpfe solcher Flüssiggase auch fadenförmig, d. h. mit geringer seitlicher Ausdehnung z. B. von nur wenigen Metern Breite über eine erhebliche Länge "laufen" können, sofern geeignete atmosphärische Bedingungen, wie z. B. geringe gleichmäßige Luftbewegung vorhanden sind die Leckagemenge sowie die Ausbildung der Leckstelle eine große Turbulenz vermeidet.

Es wurde nun gefunden, daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung sowohl eine dichte Anordnung der "Schnüffelstellen" möglich ist, wobei die Zahl der Detektoren stark verringert, und eine gesamte Anlage rundum und auch intern durch "Linienüberwachung" sehr gut auf das Auftreten von Flüssiggasdämpfen überwacht werden kann.

Bei Tanklagerfeldern, die aus Sicherheitsgründen erhebliche Abmessungen haben und demzufolge über große Längen überwacht werden können, eignet sich das erfindungsgemäße System ganz besonders. Auch die Überwachung von Systemen, die aus vielen Einzelteilen und auch noch aus sich drehenden Teilen bestehen, wie z. B. Pumpen für Flüssiggase oder Verdichter­ maschinensätze und Kompressorenstationen können mit diesem Überwachungs- System unabhängig von der Windrichtung mit einem oder wenigen Analysen­ geräten "flächendeckend" und kontinuierlich überprüft werden.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein über dem Boden liegendes Überwachungs-System,

Fig. 2 ein im Boden liegendes Überwachungs-System,

Fig. 3 Anlagenfelder einer Anlage mit Flüssiggas-Handhabung,

Fig. 4 eine Tanklagerüberwachung und

Fig. 5 eine Einzelsystemüberwachung (z. B. Pumpe, Kompressorhaus).

Je nach den Möglichkeiten und den Erfordernissen der zu überwachenden Anlagen kann also das beschriebene "Schnüffelsystem" oberhalb auf oder auch unter der Bodenoberfläche verlegt sein. Sofern z. B. die Rohre im Boden liegen und die an den "Schnüffelstellen" 200 mm aus dem Boden herausragenden Rohrteile abnehmbar sind, ist die Wartung und Reparatur der Anlage bzw. der Anlagenapparatur kein Problem.

Da erfindungsgemäß mit einem Detektor eine größere Anlagenlänge überwacht werden kann, ist auch - trotz der dichten Anordnung der "Schnüffelstellen" von z. B. jeweils 5 m Abstand voneinander - das Kostenproblem nicht maß­ gebend. Nun kann ein Detektor mit vorgeschaltetem Gebläse in Ex-Ausführung zweimal 50 m Länge überwachen, wobei das Gebläse in der Mitte angeordnet ist. Tritt an einer "Schnüffelstelle" ein Gasgemisch auf, so wird es ange­ saugt und wegen der parallelen anderen Stellen verdünnt zum Detektor ge­ führt. Die Verdünnung ist sicherlich erheblich, andererseits gibt es Detektoren bis in den ppm-Bereich, so daß eine Meldung erfolgen kann.

Die Ansaugstellen eines "Schnüffelsystems" sollen jeweils gleiche Luft­ mengen zum Gebläse - welches vor dem Detektor sitzt - führen. Dies kann erreicht werden durch entsprechende Abstufung der Bohrungen im Kopf der einsetzbaren Rohre. Die Bohrung ist zentral angeordnet und mit einer Regenkappe versehen. Das im Boden (Beton) liegende Sammelrohr von 50 mm Durchmesser aus rostfreiem Stahl wird von beiden Seiten im Boden zum Mittelpunkt geführt, hier mit 90° Bogen nach oben vereint und mit dem außenliegenden Gebläse und Detektor verbunden.

Die beiden 90° Bögen werden erst nach dem Austritt aus dem Boden ver­ einigt, so daß die beiden Halbstrecken zum Reinigen ausgeblasen werden können.

Der Durchmesser der im Boden liegenden Rohre, die jeweiligen Längen, die Zahl der "Schnüffelstellen" und die Förderleistung des Gebläses müssen einmal auf die Empfindlichkeit des Detektors und zum anderen auf die gewünschte Schnelle der Aussage (Verweilzeit im Sammelrohr) aufeinander abgestimmt werden.

Das erfindungsgemäße Überwachungs-System kann sinnvollerweise auf jede Art Gase, die schwerer oder gleich schwer als Luft brennbar oder toxisch und detektierbar sind, angewendet werden.

Wie im nachfolgenden Beispiel beschrieben, kann das System sehr flexibel ausgelegt werden, da die Ansaugstellen, beliebig dicht mit geringem Abstand zueinander und trotzdem mit relativ geringem Analysenaufwand erstellt werden können.

Beispiel einer Ausführung

Leistung des Gebläses: 20 m³/h
Zahl der Schnüffelstellen: 2×10=20 Stück
Rohrsystem: 2×50 m, je 5 m Abstand einer Schnüffelstelle
im Boden liegendes Rohr: NW 50
Im Falle "äußerste Schnüffelstelle" mit Luft von 1% Brennbarem - also noch weit unterhalb der unteren Zündgrenze - wird der Detektor nach ca. 1,2 Minuten das Gemisch, nun verdünnt auf 50 ppm, detektieren und melden.

Würde an einer "Schnüffelstelle", welche in der Mitte der 50 m langen Leitung liegt, obiges Gemisch anstehen, so wäre nach ca. 0,03 Minuten das Gemisch detektiert.

Wird entsprechend der Länge der einzelnen "Schnüffelsystem" auch ein Wasserberieselungssystem angeordnet, so kann ohne den "Gang vor Ort" der Bezirk der detektierten Gaswolke mit Wasser berieselt werden. Hierdurch werden die Dämpfe verteilt und teilweise niedergeschlagen. Eine Zündung der Dämpfe kann ausgeschlossen werden.

Claims (3)

1. Über, auf oder im Boden liegendes Überwachungs-System für zündbare Gase, Dämpfe u. dgl., das in definierten Abständen Rohrabzweige bis nahe den zu überwachenden Anlagen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabzweige über ein Sammelsystem mit einem Detektor für die Gase, Dämpfe u. dgl. verbunden sind.

2. Überwachungs-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Rohrabzweige gegen Regen- und/oder Schmutzeinfall durch Abdeckungen geschützt sind.

3. Überwachungs-System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung in dem Sammelsystem durch ein vor dem Gasdetektor angeordnetes Gebläse aufrechterhalten wird.