Ablauf von Staubexplosionen in Becherelevatoren mit runden Förder- und Rücklaufschächten
Seit 2007 beschäftigen wir uns im Rahmen unserer Forschungsprojekte zu den Themen "Ablauf von Staubexplosionen in Becherelevatoren" und "Konstruktiver Explosionsschutz von Becherelevatoren". Im Rahmen des aktuellen Projekts bestimmen wir in ergänzenden Untersuchungen die Auswirkungen der abweichenden Schachtgeometrie und ziehen bei Bedarf geeignete Konsequenzen für die anzuwendenden Schutzmaßnahmen.
Unsere Ergebnisse der Untersuchungen mit einem Versuchselevator mit rechteckigen Förder- und Rücklaufschächten waren Grundlage für die VDI-Richtlinien 2263 Blatt 8.1 (Brand- und Explosionsschutz an Elevatoren) und Blatt 8.2 (Explosionsunterdrückung und Kombination von konstruktiven Schutzmaßnahmen an Elevatoren) sowie für den europäischen Technical Report CEN/TR 16829 (Fire and explosion prevention and protection for bucket elevators).
In der Zwischenzeit sind immer häufiger Becherelevatoren mit runden Förder- und Rücklaufschächten anzutreffen, da sich mit dieser Bauweise höhere Festigkeiten mit geringerem Aufwand erzielen lassen. Runde Elevatorschächte können jedoch erheblich größere Wandabstände zwischen dem Becherwerk und den Schachtwänden aufweisen. Es ist nicht auszuschließen, dass durch die Vergrößerung der freien Querschnittsfläche deutlich höhere Flammengeschwindigkeiten und Explosionsdrücke auftreten können als in den bisher untersuchten Elevatoren mit rechteckigen Förderschächten. Um diese erhöhten Explosionsdrücke zu quantifizieren und entsprechende Schutzmaßnahmen abzuleiten, wurden im Rahmen des Forschungsprojektes umfangreiche Explosionsversuche an einem Becherelevator mit runden Schächten im Realmaßstab durchgeführt. Dabei wurde bei Variation der Anordnung von Druckentlastungsflächen die Flammenausbreitung und Druckentwicklung für Staubexplosionen verschiedener Schüttgüter messtechnisch erfasst.
Ziel war die detaillierte Beantwortung der Fragestellung wie sich Staubexplosionen in Elevatoren mit runden Schächten ausbreiten und welche maximalen Explosionsüberdrücke und Flammengeschwindigkeiten dabei auftreten. Es konnte festgestellt werden, dass im Rundschachtelevator bei bestimmten Anordnungen der Druckentlastungsflächen die Auslegungsempfehlungen für Rechteckschachtelevatoren ausreichend sind. Weiterhin wurde festgestellt, dass bei einer Anordnung von Druckentlastungsflächen an Rundschachtelevatoren in großen Abständen Explosionsüberdrücke entstehen können, welche diejenigen in Rechteckschachtelevatoren erheblich überschreiten. Unter anderem wurde gezeigt, dass erhöhte Flammengeschwindigkeiten und Explosionsüberdrücke in Elevatoren mit runden Schächten erst ab einer gewissen Schachtlänge ohne Druckentlastung zu beobachten sind.
Ansprechpartner:
Peter Schepp
Peter.Schepp@fsa.de