Funkenlöschanlage BS 7

Durch Funkenflug in den Absaugleitungen können Filter brennen oder sogar explodieren. Als vorbeugende Brandschutzeinrichtung ist hier eine GreCon-Funkenlöschanlage am besten geeignet. Diese ist in der Lage, kleinste Funken in Absaugleitungen zu erkennen und sie blitzschnell abzulöschen. Funkenmelder erfassen die infrarote Strahlung der glimmenden Teile. Im gleichen Augenblick wird in einem gewissen Abstand hinter diesen Funkenmeldern kurzzeitig ein dichter Wassernebel erzeugt, in den die Funken hineinfliegen. Hier werden sie dann sofort abgelöscht. Die Produktion kann währenddessen ungehindert weiterlaufen.

Die Feuerversicherer haben die Risikominderung beim Einsatz von Funkenlöschanlagen erkannt und gewähren der Industrie Rabatte auf die Versicherungsprämie von bis zu 15%. In den Richtlinien der VdS Schadensverhütung (Form 2106) sind die Anforderungen an Funkenlöschanlagen genau definiert. Voraussetzungen für die Gewährung eines Versicherungsrabattes ist dabei auch die Anerkennung des eingesetzten Löschsystems.

Funkenlöschanlagen gehören heute mit zu den wirksamsten Brandschutzanlagen.
Hierzu haben nicht zuletzt eine hochentwickelte Technik und die Zuverlässigkeit der Anlagen mit beigetragen. Von der Berufsgenossenschaft und von den staatlichen Gewerbeaufsichtsämtern wird die Installation solcher Anlagen in bestimmten Fällen sogar vorgeschrieben. Der Verband der Schadenversicherer e.V., Köln, hat Rabattempfehlungen herausgegeben. Versicherungsrabatte und technische Neuerungen führen somit zu erheblichen Investitionserleichterungen.

Wo kommt es zum Funkenflug?

Funkenflug ist eine häufig auftretende Gefahrenquelle. Doch diese ist nicht einfach zu erkennen und somit zwar vorhanden, aber nicht bekannt.
Aufmerksamkeit wird dem Funkenflug dadurch meistens erst dann geschenkt, wenn es schon zu spät ist. Es ist zu einer Explosion oder zu einem Brand gekommen.
Bei der Be- und Verarbeitung von brennbaren Materialien entstehen sehr schnell Funken. Ein stumpfes Werkzeug, ein Lagerschaden im Ventilator, ein überhitzter Elektromotor oder ein Fremdkörper im Material können der Grund dafür sein.
Diese Gefahr besteht in allen Betrieben, wo brennbares Material bearbeitet, abgesaugt, gefördert, gefiltert oder getrocknet wird.
Die Schadensstatistiken der Versicherer weisen darauf hin, daß in erster Linie Filteranlagen, Staubbunker, Silos aber auch ganze Produktionanlagen als betroffene Anlagenteile gefährdet sind. Bei den brandauslösenden Faktoren sind der Reihe nach Fremdkörper im Fördergut, schadhafte Anlagenteile, Reibungsvorgänge sowie elektrische Funken und Selbstentzündungen zu nennen. Folgende Schwerpunkte sind bekannt :

In der Span- und Faserplattenindustrie die Span- und Faseraufbereitung, sowie die Weiterverarbeitung der Platten durch Sägen und Schleifen.

In Holzverarbeitenden Betrieben die Bearbeitung des Materials durch Sägen, Hobel, Fräsen, Hacker, Schleifmaschinen und andere Bearbeitungsmaschinen.

In der Chemischen Industrie die pneumatische Förderung von Stäuben und Pulvern.

In der Lebensmittelindustrie z.B. bei der Röstung von Kaffee, der Trocknung von Tabak und in der pneumatischen Förderung von Pulvern.

Was ist dabei so gefährlich?

Der Funke allein stellt keine große Gefahr dar, denn für das Auftreten von Bränden oder Explosionen müssen grundsätzlich gleichzeitig ein Brennstoff, Luft (Sauerstoff) und eine Zündquelle vorhanden sein. Beseitigt man also mindestens eine dieser Voraussetzungen, so betreibt man bereits vorbeugenden Brand- und Explosionsschutz.
In den heutigen modernen Produktionsanlagen treten allerdings alle Komponenten die zu einem Brandschaden führen oder eine Explosion hervorrufen können sehr häufig auf.
Absauganlagen und pneumatische Fördersysteme vergrößern die Brandgefahr. Sind Funken und Glimmnester erst einmal entstanden, fördert das pneumatische Entsorgungssystem die Gefahr schnell in weitere, nachfolgende Anlagenbereiche.
Die Gefahr besteht konkret darin, daß jetzt zwei der drei Grundvoraussetzungen für die Entstehung von Bränden und Explosionen mitgebracht werden:
Luft und Zündinitiale (Funken).
Überall dort, wo diese transportierte Gefahr auf brennbares Material stößt (Filtertücher, gelagerter und brennbarer Staub in einem Abscheider oder Silo) steigt die Wahrscheinlichkeit für die gefürchtete Reaktion.
Umweltschutzmaßnahmen im Hinblick auf Staubimmissionen und verschärfte Vorschriften auf dem Gebiet der Luftreinhaltung an Arbeitsplätzen haben zu vermehrtem Einsatz von Filteranlagen geführt. Die Gefahr für Staubexplosionen ist dadurch nicht geringer geworden. Auf dem Gebiet der Trocknung sind zudem die Trocknerkapazitäten ständig gewachsen, wodurch auch dem Schutz bzw. der Verhütung von Bränden in diesen Anlagen eine noch größere Bedeutung zukommt.
Moderne Funkenlöschanlagen können solchen Brandgefahren wirkungsvoll entgegentreten.

Da es den Betreibern von Produktionsanlagen aus Umweltschutzgründen nicht gestattet ist die Produktion ohne ein Filtersystem weiter zu betreiben, treten neben den eigentlichen Sachschäden auch noch sehr hohe Schäden durch lange Produktionsunterbrechungen auf.
Wie einzelne Berichte zeigen, übersteigen diese sogar die Sachschäden um ein Mehrfaches.

Auch Luftrückführungen erfordern Funkenlöschanlagen.
Der hohe Abscheidegrad von Staubfilteranlagen erlaubt heute unter bestimmten Bedingungen die Rückführung der gereinigten Luft in die Produktionsräume. Dadurch werden enorme Heizenergieeinsparungen erreicht. Ein Filterbrand aber würde rasch auf den Produktionsbereich übertragen werden können und hätte verheerende Folgen.
Um also eine Entstaubungsanlage zu schützen, müssen alle Absaugleitungen sowie die Förderleitung zum Silo mit Funkenlöschanlagen ausgerüstet werden.

Wie kann man dem vorbeugen?

Durch moderne Funkenlöschanlagen. Diese detektieren Funken und Glimmnester sofort nach der Entstehung. Nach der Erkennung und Auswertung werden augenblicklich Gegenmaßnahmen eingeleitet, um die Ursache für einen Brand oder eine Explosion zu beseitigen. Im Unterschied zu anderen Feuerlöschanlagen bekämpfen Funkenlöschanlagen also die beginnenden Auswirkungen, und nicht erst ein entstehendes Feuer.

Funkenlöschanlagen sind in der Lage, kleinste Funken und heiße Teile in Absaugleitungen, Ausfallschächten oder in mechanischen Förderern, wie z. B. in Schnecken oder Elevatoren, zu erkennen und augenblicklich Gegenmaßnahmen einzuleiten. Die Gegenmaßnahmen können beispielsweise in der Auslösung einer Löschanlage, in der Absperrung des Transportweges oder in der Abschaltung der Produktion bestehen. Alle diese Maßnahmen werden in Bruchteilen von einer Sekunde durchgeführt.
Für die Detektion der Zündinitiale verwendet man Funkenmelder, die die infrarote Strahlung von Funken und glimmenden Teilchen erfassen. Die sensiblen Funkenmelder, durch deren Empfindlichkeit sogar Funken durch Staubschichten oder durch das Fördergut hindurch aufgespürt werden, melden Alarmsignale an eine Funkenmeldezentrale, die diese Signale auswertet und gezielte Gegenmaßnahmen automatisch einleitet. In den meisten Fällen wird eine Löschautomatik angesteuert, die in Richtung des Förderstroms hinter den Funkenmeldern installiert ist.

Die Löschautomatik erzeugt kurzzeitig einen Wassernebel in dem Rohrabschnitt, in den die Funken hineinfliegen. Wird kein Funkenflug mehr detektiert, so wird die Einsprühung automatisch beendet. Während dieses Vorganges kann - wenn nicht anders gefordert - die Produktion ungehindert weiterlaufen. Aufgrund dieser Wirkungsweise müssen Funkenlöschanlagen anders eingeordnet werden, als z. B. Sprinkler- und Sprühflutanlagen, oder auch Explosionsunterdrückungsanlagen.
Diese Brandschutzmaßnahmen sind im Rahmen des Gebäude- und Anlagenschutzes erforderlich und können auch bei der Installation einer Funkenlöschanlage nicht entfallen.

Funkenmeldezentrale

Das Kernstück einer Funkenlöschanlage bildet die Funkenmeldezentrale.

Hier laufen die Signale der einzelnen Funkenmelder aus den verschiedenen Anlagenbereichen zusammen. Die Auswertung der Signale erfolgt durch ein Microprozessorsystem. Verzögerungsfrei werden die angeschlossenen Löschungen der entsprechenden Bereiche aktiviert.
Ein praxisgerechtes Brandschutzkonzept berücksichtigt auch die Forderung nach einer möglichst unterbrechungsfreien Produktion. Durch den Einsatz von Prozessortechnik mit dazugehöriger Software ergeben sich neue Möglichkeiten auf die unterschiedlichen Funkenaufkommen zu reagieren. Integrierte Zähler und Zeiterfassungssysteme erlauben eine genaue Bewertung des Funkenfluges. Ein abgestufter Einsatz der vorhandenen Gegenmittel ist möglich.
So werden zum Beispiel einzeln auftretende Funken lediglich abgelöscht, treten jedoch regelrechte Funkenregen auf oder werden einzelne Zündinitiale über einen längeren Zeitraum erkannt, so können weitergehende Maßnahmen in Form von Abschaltungen der Machinen und Ventilatoren der betroffenen Anlagenteile eingeleitet werden. Aber auch die Umlenkung oder Absperrung des Förderstromes ist möglich.

Die Mikroelektronik hat aber auch noch weitere Vorteile.

Bedienungsfreundlichkeit

Wo früher kleine Lampen einen Funkenflug meldeten steht heute eine Klartextanzeige. Wichtige Funktionen und natürlich die Alarme werden hier klar und übersichtlich dargestellt.
Bei der Bedienung des Systems werden die Anzeigen und Tasten erst dann hinter einer Folie sichtbar gemacht, wenn sie gebraucht werden. Eine Fehlbedienung ist weitgehend ausgeschlossen - eine Bedienungsanleitung überflüssig.

Integrierter Datenspeicher

Bis zu 2.500 Ereignisse werden gespeichert. Somit gehen keine wichtigen Informationen verloren. Alarme können dadurch jederzeit analysiert werden:

wann genau kam es zum Funkenflug?
wie stark war der Funkenflug?
wie lange dauerte die Löschung?
wo genau fand der Funkenflug statt?
wann war die Anlage außer Funktion?
wann gab es wo welche Störungen?

Die Antworten auf diese Fragen finden sich im Datenspeicher der Zentrale. Gefahrenherde können sehr schnell erkannt werden.

Das Anzeigefeld zeigt also nicht nur den Alarm selbst an, sondern informiert über die zusätzlich getroffenen Maßnahmen.
Der Speicherinhalt kann außerdem jederzeit ausgedruckt werden (externer oder interner Drucker).

Funktionssicherheit

Zur Gewährleistung einer einwandfreien Funktion, werden alle Signalleitungen auf Drahtbruch und Kurzschluß überwacht.
Zudem wird ein Funktionstest aller angeschlossenen Funkenmelder über eine automatische Testfunktion der Funkenmeldezentrale regelmäßig durchgeführt.
Durch eine manuelle Auslösung kann außerdem jedes Löschventil bequem von der Zentrale aus getestet werden.

Funkenmelder

Die wichtigste Komponente einer Funkenlöschanlage ist der Funkenmelder.
Um den unterschiedlichen und oft auch rauhen Einsatzorten gerecht zu werden, kommen drei verschiedene Funkenmeldertypen zum Einsatz.

Funkenmelder FM 1/8

Wie alle drei Typen besitzt der FM 1/8 eine hochsensible Elektronik, die kleinste glimmende Teilchen erkennt. Auch bei hohen Produktdichten oder wenn das optische Element durch eine Staubschicht abgedeckt ist arbeitet dieser Funkenmelder zuverlässig. Er kann in Bereichen mit einer Fördermediumstemperatur von bis zu 60 °C eingesetzt werden. Dies entspricht dem Temperaturbereich von Absauganlagen für Holzbearbeitungsmaschinen, wie z.B. Sägen, Hobel, Schleifmaschinen usw.

Funkenmelder FM 3/8

Bei Betriebstemperaturen von bis zu 360 °C, wie sie z.B. bei Trocknungsprozessen vorliegen können, kommt der Funkenmelder FM 3/8 zum Einsatz. Bei diesen Meldern wird die Funkenstrahlung über Lichtleiterkabel auf den eigentlichen Funkenmelder geleitet.

Löschautomatik

Wasser gehört zu den besten Löschmitteln. Die hervorragende Löschwirkung ist in erster Linie auf das sehr hohe Wärmebindungsvermögen zurückzuführen. Dadurch besitzt es die Fähigkeit, im besonders starkem Maße abkühlend zu wirken.
Gleichzeitig wird ein erneutes Aufflammen der brennbaren Stoffe unterbunden.
Um eine optimale Löschwirkung zu erzielen muß die spezifische Oberfläche des Wassers so groß wie mögliche gehalten werden. Dies wird durch eine feine Zerstäubung des Wassers erzielt.
Dieser Zerstäubungsgrad wird durch eine spezielle Düse und einen ausreichenden Betriebswasserdruck erreicht. Aufgrund der hohen Zerstäubung kann die Löschwassermenge minimiert werden, die Filterelemente werden durch das Wasser nicht gefährdet. Dadurch kann bei einem Löschvorgang der Produktionsbetrieb ungehindert weiterlaufen.

Der Betriebsdruck für die Löschautomatik sollte mindestens 7 bar betragen und wird, sollte er nicht vorhanden sein, durch ein Druckerhöhungsaggregat erreicht. Die Löschdüsen werden seitlich in die Rohrwandung eingebaut. Durch einen wasserdruckgesteuerten Verschlußkegel können sie daher nicht verschmutzen.
Nicht alle Absaugleitungen in den Betrieben befinden sich in den Produktionsräumen. Es kann daher erforderlich sein die Installation der Löschautomatiken im Freien vorzunehmen. Um die Löschautomatiken in frostgefährdeten Bereichen zu schützen werden komplett vorgefertigte Isoliertaschen eingesetzt.

Löchmittelalternativen

Für bestimmte Bereiche in der Industrie ist Wasser jedoch ungeeignet. Es bieten sich dann natürlich auch Alternativen zur Löschung mit Wasser an.
Hier sind zu nennen Weichen, Schieber, Klappen und auch die Auslösung einer CO2-Löschanlage.

Weichen, Schieber, Klappen

In einigen Fertigungs- oder Verarbeitungsanlagen ist Wasser als Löschmittel nicht geeignet, da es den nachfolgenden Prozeß sehr stark beeinflussen würde. Dies ist insbesondere der Fall in der Lebensmittelindustrie wo sehr hohe Genauigkeiten bei der Feuchtigkeit des Fördergutes eingehalten werden müssen. Aber auch andere Betriebe dürfen kein Wasser als Löschmittel einsetzen.
In solchen Betrieben werden daher Weichen zum Umleiten, oder Schieber und Klappen zum Absperren des Förderstromes benutzt. Wird vom Funkenmelder ein Funke erkannt, oder wird die vorgegebene Toleranzschwelle für Funken überschritten, werden automatisch von der Funkenmeldezentrale die oben beschriebenen Mittel ausgelöst.

CO2-Löschung

Sollen ganze Anlagenteile, Maschinen oder empfindliche Filtersysteme abgelöscht werden, kann eine CO2-Löschanlage durch eine Funkenmeldeanlage automatisch aktiviert werden.
Dabei werden die den Bereichen zuführenden Leitungen durch die Funkenmelder überwacht. Potentialfreie Ausgänge der Funkenmeldezentrale geben beim Erkennen von Funken die Alarmmeldung an die CO2-Löschanlage weiter. Gleichzeitig wird der entsprechende Anlagenteil durch Auslösen der Schieber abgeriegelt. Das nun einströmende CO2 kann einwirken.

GreCon Sicherheits-Informations-System (SIS)

In größeren Industrieanlagen, wie z. B. bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, haben wir heute oft weit mehr als 100 Funkenlöschbereiche. Wenn es eine Auslösung gibt, ist diese meist sehr kurz. Das Bedienpersonal registriert dieses kurze Ereignis und quittiert es. Die Produktion läuft meist unterbrechungsfrei weiter. Selbst wenn sich innerhalb einer Schicht die Ereignisse häufen, wird oft weder eine Zuordnung noch eine weitere Prüfung von Plausibilitäten vorgenommen. Erst wenn ein Ereignis massiv auftritt und es zu einem Anlagenstillstand oder gar zu einem Brand oder einer Explosion kommt, wird der Sache nachgegangen und man findet im Nachhinein dann meist auch die Ursache. Schön wäre es, wenn ein permanenter Überblick da wäre, der die vielen Ereignisse auf einen Blick sichtbar macht. In vielen Fällen hätte man dann die Zeichen rechtzeitig erkennen und gegensteuern können, bevor es zu einem Schaden gekommen wäre.

Mit dem GreCon-Sicherheits-Informations-System SIS erhält der Betreiber umfassende Informationen über die Alarmverteilung und die Alarmhäufigkeit in seinen Produktionsanlagen. Es werden alle Ereignisse bereichsbezogen und übersichtlich für jede Funkenmeldezentrale auf einer Monitorseite abgebildet. So kann mit einem Blick erkannt werden, wo sich Gefahrenschwerpunkte massieren, ob es Abweichungen vom Normalzustand gibt und ob Eingriffe nötig sind. Das GreCon-SIS bildet Trends von Alarmhäufungen optisch ab und weist beispielsweise auf erhöhte Funkenbildung grafisch hin. Management und Anlagenbediener sind immer auf dem aktuellen Stand.