[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Not-Inertisierung von
Objekten.
[0002] Die Anwendung technischer Gase, wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Argon beim Brandschutz
und insbesondere beim vorbeugenden Explosionsschutz ist seit langem eingeführt und
unter der Bezeichnung "Inertisierung" bekannt. Der Schutz basiert auf dem Verdrängen
und Ausschließen des Sauerstoffanteils der Umgebungsluft. Man unterscheidet in der
Praxis die sogenannte Dauer-Inertisierung, bei der ein Objekt ständig in einer sauerstoffreduzierten
Atmosphäre gehalten wird, und die sogenannte Not-Inertisierung, bei der aufgrund einer
Störmeldung ein zunächst nicht inertisiertes Objekt in einen inertisierten Zustand
gebracht wird. Bespiele für Objekte, die einer Not-Inertisierung unterzogen werden
können, sind z.B. Schüttgutsilos für Kohlenstaub oder Filterkammern bei Abgasreinigungsanlagen.
Das benötigte Inertgas wird dabei in einer genau festgelegten Menge entweder als Druckgas
oder als Flüssiggas vorgehalten.
[0003] Da sich der Erfolg der Inertisierung maßgeblich aufgrund der eingesetzten Gasmenge
ergibt, ist eine möglichst genaue Kontrolle über die beim Inertisationsvorgang eingebrachte
Gasmenge unerlässlich. Üblicherweise verlässt man sich dabei auf empirisch oder theoretisch,
in Abhängigkeit von Behälterdruck und Leitungsquerschnitt errechnete Werte und setzt
dessen Gültigkeit auch im Einsatzfall voraus.
[0004] Um auch unvorhergesehene Ereignisse, etwa eine völligen oder teilweisen Verstopfung
der Gaszuleitung, bei der Überwachung einer Not-Inertisierung berücksichtigen zu können,
ist eine direkte, also zeitnahe Kontrolle der abgegebenen Gasmenge notwendig. Im Falle
von gasförmig, etwa in Druckgasflaschen gelagertem Inertgas, wie Stickstoff oder Argon,
lässt sich die Gasmenge über eine Druckmessung des Gasbehälters vor und nach dem Inertisationsvorgang
hinreichend genau erfassen, da Druck und Inhaltsmenge eindeutig zusammenhängen. Im
Falle von in flüssiger Form gelagertem Inertgas, wie Kohlendioxid, muss dagegen die
tatsächlich während der Dauer des Inertisierungsvorgangs aus dem Vorrat entnommene
Gasmenge, etwa durch Wiegen der Vorratsbehälter, erfasst werden. Beide Verfahren sind
sehr aufwendig und erlauben keine Funktionskontrolle während des Inertisierungsvorgangs
selbst, weshalb sie in der Praxis kaum zum Einsatz kommen oder als unbefriedigend
angesehen werden. Ebenso unbefriedigend, da sehr kostenintensiv, sind Geräte, die
mit Hilfe eines integrierten Rechners Durchsatzmengen kontinuierlich ermitteln.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäss, eine Möglichkeit für eine Not-Inertisierung
zu schaffen, die einfach und kostengünstig im Aufbau und zuverlässig im Einsatz ist
und die eine laufende Kontrolle über den Inertisierungsvorgang erlaubt.
[0006] Gelöst ist diese Aufgabe zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1.
[0007] Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also der Durchfluss des Inertgases kontinuierlich
oder in vorgegebenen Zeitabständen erfasst und bei Unterschreiten eines vorgegebene
Minimalwertes des Gasdurchflusses ein Warnsignal abgegeben. Hierbei wird berücksichtigt,
dass der Gastrom zu Beginn eines Inertisierungsvorgangs erst nach Ablauf einer gewissen
Anlaufzeit seinen maximalen Wert erreicht. Somit erfolgt die Ermittlung des Gasdurchflusses
erst mit einer gewissen, durch die Anlaufzeit bestimmten Verzögerung. Um den Erfolg
einer Inertisierung abschätzen zu können, genügt die Information, ob der Durchfluss-Grenzwert
während der gesamten Dauer der Inertisierung überschritten wird. Die Angabe des genauen
Durchflusswerte ist in aller Regel nicht erforderlich, weshalb beim erfindungsgemäßen
Verfahren auf den Einsatz teuerer und den Gasdurchfluss möglicherweise behindernder
Meßeinrichtungen verzichtet werden kann.
[0008] Um eine wirksame Kontrolle der Not-Inertisierung auch in für Betriebspersonal nicht
zugänglichen Werksteilen oder während einer arbeitsfreien Zeit zu gewährleisten, wird
das Warnsignal vorteilhafterweise einer zentralen Leitstelle übermittelt, von der
aus Maßnahmen zur Behebung einer Störung bei der Not-Inertisierung eingeleitet werden
können.
[0009] Zweckmäßigerweise wird die Gaszuleitung nach Ablauf einer gewissen Inertisierungsdauer
automatisch geschlossen. Dadurch wird gewährleistet, dass nur die für die Inertisierung
notwendige Gasmenge ausgebracht wird.
[0010] Als bevorzugtes Inertgas kommen entweder Flüssiggase, wie Kohlendioxid oder aber
unter Druck gasförmig gelagerte Gase, wie Stickstoff oder Argon in Betracht.
[0011] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Einsatz
von gasförmig gelagerten Inertgasen erfolgt die Bestimmung des Gasmengendurchflusses
durch die Messung des Gasdrucks am Vorratsbehälter und/oder in der Gaszuleitung. Dabei
wird der Gasdruck kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen bestimmt und aufgrund
der zeitlichen Änderung des Gasdrucks der Gasdurchfluss in der Gaszuleitung ermittelt.
Die Ermittlung der zeitlichen Änderung des Gasdrucks kann auch dazu eingesetzt werden,
um die Unterschreitung des Durchfluss-Grenzwertes zu kontrollieren. Dabei entspricht
dem Durchfluss-Grenzwert einer bestimmten, minimalen Änderung des Gasdrucks in einer
gegebenen Zeiteinheit.
[0012] Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsformen sieht vor, bei
Erreichen eines vorbestimmten Wertes des Gasdrucks am Behälter die Gaszuleitung zu
schließen. Auf diese Weise wird dem zu inertisierenden Objekt nur die zu Inertisierung
erforderliche Gasmenge zugeführt.
[0013] Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Anlage für die Not-Inertisierung eines
Objekts mit den in Patentanspruch 8 genannten Merkmalen gelöst.
[0014] Bei Vorliegen einer Störung, die durch den Störungsmelder angezeigt wird, wird also
das Ventil in der Gaszuleitung geöffnet und das zu inertisierende Objekt mit Inertgas
beströmt. Nach einer festen oder vorgegebenen und von der Zeiterfassung kontrollierten
Anlaufzeit wird vom Signalgeber ein Signal zum Starten der Gasmengen-Erfassungseinrichtung
abgegeben. Unter Gasmengen-Erfassungseinrichtung ist dabei jede Einrichtung zu verstehen,
die das Bestehen eines für eine erfolgreiche Not-Inertisierung hinreichenden Gasdurchflusses
feststellen kann. Ein für eine erfolgreiche Not-Inertisierung hinreichender Gasdurchfluss
ist insbesondere dann gegeben, wenn im Verlauf der Not-Inertisierung ständig ein gewisser
minimaler Gasdurchfluss überschritten ist. Da zu Beginn der Not-Inertisierung der
Gasstrom durch die Gaszuleitung erst aufgebaut wird, erfolgt die Erfassung des Gasstromes
erst nach einer gewissern Anlaufzeit, die von einer der Gasmengen-Erfassungseinrichtung
vor-geschalteten Zeitschaltuhr vorgegeben wird. Die erfindungsgemäße Anlage sorgt
so für einen ordnungsgemäßen Ablauf und zuverlässige Kontrolle der Not-Inertisierung.
[0015] Vorteilhafterweise ist die Gasmengen-Erfassungseinrichtung mit einer Warneinrichtung
datenverbunden, die bei Unterschreiten eines bestimmten minimalen Durchflusswertes
ein Signal abgibt. Bei diesem Signal kann es sich um ein optisches oder akustisches
Signal handeln, es kann jedoch auch ein elektrisches Signal sein, das einer Leitstelle
zugeleitet wird. Auf diese Weise ist für eine laufende Unterrichtung des Bedienpersonals
über etwaige Störungen beim Inertisierungsvorgang gesorgt.
[0016] Als besonders vorteilhaftes Mittel zur Erfassung des Gasmengen-Durchflusses ist ein
Schwebekörper-Durchflussmesser vorgesehen.
[0017] In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Schwebekörper-Durchflussmesser mit einer
elektrischen Kontaktiereinrichtung wirkverbunden. Bei Unterschreiten eines Durchfluss-Grenzwertes
wird so ein elektrisches Signal, etwa an eine Leitstelle, abgegeben.
[0018] Bei bestimmten Inertgasen, wie Argon oder Stickstoff, ist als Vorratstank eine Druckgasflasche
oder einem Drucktank besonders vorteilhaft.
[0019] Werden unter Druck gasförmig lagerbare Gase als Inertgas eingesetzt, sieht eine vorteilhafte
Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Gas in einer mit der Gaszuleitung strömungsverbundenen
Vorratsbehälter, etwa eine Druckgasflasche oder ein Drucktank, gelagert wird und dass
am Vorratsbehälter und/oder in der Gaszuleitung ein Druckmessgerät angeordnet ist,
das zum Ermitteln eines Gasdurchflusses mit einer Zeiterfassung wirkverbunden ist.
[0020] Die Inertisierungsdauer wird durch die Öffnungszeit des Ventils bestimmt. Daher ist
in einer zweckmäßigen Ausgestaltung-der Erfindung vorgesehen, dem Ventil eine Zeitschaltuhr
vorzuschalten, die ein Signal zum Schließen des Ventils nach einer vorbestimmten Inertisationsdauer
abgibt.
[0021] Zweckmäßigerweise ist/sind die Anlaufzeit und/oder die Inertisierungsdauer einstellbar.
Die Einstellung erfolgt dabei mechanisch oder automatisch, etwa über einen Regelkreis.
[0022] Anhand der Zeichnung sollen nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:
- Fig. 1:
- Die Funktion einer erfindungsgemäßen Anlage zur Not-Inertisierung in einer ersten
Ausführungsform in einem Blockschaltbild und
- Fig. 2:
- die Funktion einer erfindungsgemäßen Anlage zur Not-Inertisierung in einer anderen
Ausführungsform in einem Blockschaltbild.
[0023] Bei der in Fig. 1 gezeigten Not-Inertisierungsanlage 1 erfolgt die Inertisierung
eines Bereiches 2, der ein im Falle einer Störung zu inertisierendes Objekt enthält,
mittels eines Flüssiggases, das einem Flüssiggastank 3 entnommen und über eine Gaszuleitung
4 dem Bereich in Gasform zugeführt wird.
[0024] Das Auftreten eines Störfalls im Bereich 2 wird durch einen Detektor 6 erfasst. Als
Detektor 6 ist im Ausführungsbeispiel ein Rauchmelder vorgesehen, es kann jedoch jedes
einen physikalischen oder chemischen Parameter erfassendes Messinstrument eingesetzt
werden. Bei Vorliegen einer Störung, etwa bei der Detektion von Rauch im Bereich 2,übermittelt
der Detektor 6 ein Signal an ein in der Gaszuleitung 4 angeordnetes automatisch betriebenes
Ventil 7, das die Gaszuleitung 4 öffnet und so eine Strömungsverbindung zwischen dem
Flüssiggastank 3 und dem Bereich 2 herstellt.
[0025] Vom Detektor 6 wird gleichzeitig ein Signal an eine Gasmengen-Erfassungseinrichtung
8 gesendet, die zur Erfassung des Gasdurchflusses durch die Gaszuleitung 4 dient.
Die Gasmengen-Erfassungseinrichtung 8 umfasst einen an der Gaszuleitung angeordneten
Durchflussmesser 9, im Ausführungsbeispiel ein Schwebekörper-Durchflussmesser, und
eine Auswerteeinheit 10, in der der vom Durchflussmesser 9 ermittelte Wert des Gasdurchflusses
mit einem gespeicherten oder vorgegebenen Durchfluss-Grenzwert verglichen wird. Im
einfachsten Falle handelt es sich bei der Auswerteeinheit 10 um einen elektrischen
Kontakt, der mit dem Schwebekörper des Durchflussmessers 9 in Wirkverbindung steht.
Der Schwebekörper-Durchflussmesser 9 ist so geeicht, dass bei Vorliegen eines Gasdurchflusses,
der größer ist als der Durchfluss-Grenzwert, kein elektrischer Kontakt hergestellt
wird. Erst bei Unterschreiten des Durchfluss-Grenzwertes wird ein elektrischer Kontakt
hergestellt und ein Warnsignal an eine mit der Auswerteeinheit 10 datenverbundene
Leitzentrale gesendet.
[0026] Dem Durchflussmesser 9 ist ein Zeitschalter 12 parallelgeschaltet, der das von der
Auswerteeinheit 10 zunächst zwangsläufig übermittelte Signal unterdrückt und erst
nach einer zeitlichen Verzögerung als Warnsignal weitergibt. Auf diese Weise wird
die Gasmengen-Durchflussmessung erst nach einer bestimmten Zeitdauer nach Öffnen des
Ventils 7 in Gang gesetzt. Diese zeitliche Verzögerung ist deshalb erforderlich, weil
sich die Not-Inertisierungsanlage 1 im Normalfall im sogenannten Bereitschaftszustand
befindet, in der kein Inertgas an den Bereich 2 abgegeben wird. Unmittelbar zu Beginn
des Inertisierungsvorgangs in der Gaszuleitung 4 besteht daher noch kein oder nur
ein geringer Gasstrom und die Auswerteeinheit 10 würde somit ein nicht korrektes Warnsignal
an die Leitzentrale 11 senden.
[0027] Eine Zeitschaltung kann auch - im Bild nicht gezeigt - beim Ventil 7 vorgesehen sein,
die dafür sorgt, dass die Gaszuleitung 4 nach einer vorbestimmten Zeit, die beispielsweise
der für eine komplette Befüllung des Bereichs 2 mit Inertgas entspricht, wieder geschlossen
wird.
[0028] Die in Fig. 2 gezeigte Not-Inertisierungsanlage 20 zur Inertisierung eines Bereiches
22 unterscheidet sich von der Not-Inertisierungsanlage 1 insbesondere dadurch, dass
das Inertgas im komprimierten, gasförmigen Zustand in einem Gasbehälter 23, etwa einer
Druckgasflasche oder einem Drucktank bevorratet wird.
[0029] In gleicher Weise wie bei der Not-Inertisierungsanlage 1 erfolgt bei Vorliegen einer
Störung im Bereich 22 ein Signal eines Detektors 26 zum Öffnen eines in einer - den
Gasbehälter 23 mit dem Bereich 22 verbindenden - Gaszuleitung 24 angeordneten Ventils
27.
[0030] Zur Ermittlung der im Verlauf des Inertisierungsvorgangs aus dem Gasbehälter 23 abströmenden
Gasmenge weist die Not-Inertisierungsanlage 20 eine Gasmengen-Erfassungseinrichtung
28 auf. Die Gasmengen-Erfassungseinrichtung 28 umfasst ein am Gasbehälter 23 angeordnetes
Druckmessgerät 29, an dem kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen der Gasdruck
im Gasbehälter 23 bestimmt wird, sowie eine Auswerteeinheit 30, in der mit Hilfe eines
Zeitgebers 31 die Druckänderung pro Zeiteinheit errechnet wird. Aus der zeitlichen
Änderung des Gasdrucks am Gasbehälter 23 lässt sich die durch die Gaszugangsleitung
strömenden Gasdurchfluss unmittelbar bestimmen.
[0031] Die so ermittelte zeitliche Druckänderung wird in der Auswerteeinheit 30 mit einem
vorgegebenen Grenzwert einer minimalen Druckänderung pro Zeiteinheit verglichen, der
in entsprechender Weise ein Maß für den Durchfluss-Grenzwert darstellt. Unterschreitet
die gemessene Druckänderung den vorgegebenen Wert so wird ein Warnsignal an eine mit
der Auswerteeinheit 30 datenverbundene Leitzentrale 33 übermittelt. Zeitgleich mit
dem Signal an die Leitstelle 33 wird ein Signal an eine Warneinrichtung 34 abgegeben,
die ein optisches und/oder akustisches Warnsignal abgibt.
[0032] Der Auswerteinheit 30 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein Zeitschalter 32
zugeordnet, der das von der Auswerteeinheit 30 zunächst zwangsläufig übermittelte
Signal unterdrückt und erst mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung als Warnsignal
übermittelt. Die Ermittlung des Durchflusses in der Gaszuleitung 24 wird somit erst
zu einem um diese Zeitdauer verzögerten Zeitpunkt in Gang gesetzt. Auf diese Weise
wird zuverlässig vermieden, dass beim Vergleich des gemessenen mit den Grenzwert in
der Anlaufphase der Not-Inertisierungsanlage 20 eine unkorrekte Fehlermeldung an die
Leitzentrale 33 erfolgt.
[0033] Die Werte der vom Zeitschalter 12 bzw. 32 vermittelten Zeitverzögerung, des Durchfluss-Grenzwertes
sowie der Zeitdauer zwischen Öffnen und Schließen des Ventils 7 bzw. 27 werden vor
Inbetriebnahme der Anlage 1 bzw. 20 empirisch ermittelt und entsprechend am Zeitschalter
12 bzw. 32, der Auswerteeinheit 10 bzw. 30 oder dem Ventil 7 bzw. 27 eingestellt.
Bezugszeichenliste
[0034]
- 1.
- Not-Inertisierungsanlage
- 2.
- Bereich
- 3.
- Flüssiggas-Tank
- 4.
- Gaszuleitung
- 5.
- -
- 6.
- Detektor
- 7.
- Ventil
- 8.
- Gasmengen-Erfassungseinrichtung
- 9.
- Durchflussmesser
- 10.
- Auswerteeinheit
- 11.
- Leitzentrale
- 12.
- Zeitschalter
- 13.-19.
- -
- 20.
- Not-Inertisierunganlage
- 21.
- -
- 22.
- Bereich
- 23.
- Gasbehälter
- 24.
- Gaszuleitung
- 25.
- -
- 26.
- Detektor
- 27.
- Ventil
- 28.
- Gasmengen-Erfassungseinrichtung
- 29.
- Druckmessgerät
- 30.
- Auswerteeinheit
- 31.
- Zeitgeber
- 32.
- Zeitschalter
- 33.
- Leitzentrale
- 34.
- Warneinrichtung
1. Verfahren zur Not-Inertisierung eines Objekts, bei dem beim Eintritt eines vorbestimmten
Ereignisses, etwa eines Notfalls, eine Gaszuleitung (4,24) zum Objekt geöffnet und
das Objekt mit Inertgas aus einem Vorratsbehälter (3,23) beströmt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach Ablauf einer vorbestimmten Anlaufzeit nach Öffnung der Gaszuleitung (4,23) der
durch die Gaszuleitung (4,24) geleitete Gasdurchfluss kontinuierlich oder in vorgegebenen
Zeitabständen erfasst und bei Unterschreiten eines vorbestimmten Durchfluss-Grenzwertes
ein Warnsignal abgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal einer Leitstelle (11,33) zugeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf einer vorbestimmten Inertisierungsdauer das Ventil in der Gaszuleitung
(4,24) automatisch geschlossen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas ein Flüssiggas, etwa Kohlendioxid eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas ein unter Druck gasförmig lagerbares Gas, etwa Argon oder Stickstoff
eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Gasdurchflusses während der Inertisierung an wenigstens zwei aufeinanderfolgernden
Zeitpunkten der Gasdruck am Vorratsbehälter (3,23) gemessen und aus der zeitlichen
Änderung des Gasdrucks der Durchfluss bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuleitung (4,24) bei Erreichen eines vorbestimmten Druckwertes am Vorratsbehälter
(3,23) geschlossen wird.
8. Anlage für die Not-Inertisierung eines Objekts, mit
- einem im Bereich (2,22) des Objekts angeordneten Störungsmelder (6,26),
- einer Gaszuleitung (4,24) zum Zuführen von Inertgas aus einem Vorratsbehälter (3,23)
an das Objekt,
- einem mit dem Störungsmelder (6,26) - vorzugsweise elektronisch - verbundenen Ventil
(7,27) in der Gaszuleitung (4,24) zum automatischen Öffnen der Gaszuleitung (4,24)
bei Vorliegen einer Störung im Bereich (2,22) des Objekts,
- einer Gasmengen-Erfassungseinrichtung (8,28) zum Erfassen einer in einer vorbestimmten
Zeitdauer durch die Gaszuleitung (4,24) strömenden Gasmenge und
- einem der Gasmengen-Erfassungseinrichtung (8,28) vorgeschalteten Zeitschaltuhr (12,32)
zum Abgeben eines Steuerbefehls zum Starten und/oder Beenden der Gasmengen-Erfassung
nach einer vorbestimmten Anlauf- bzw. Laufzeit.
9. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen mit der Gasmengen-Erfassungseinrichtung (8,28) verbundenen Warneinrichtung
(34), die bei Unterschreiten eines vorbestimmten Minimalwertes des Gasmengendurchflusses
ein Signal, etwa ein Alarmsignal, abgibt.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasmengen-Erfassungseinrichtung (8,28) einen in der Gaszuleitung (4,24) angeordneten
Schwebekörper-Durchflussmesser umfasst.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper-Durchflussmesser mit einer elektrischen Kontakteinrichtung wirkverbunden
ist, aufgrund dessen bei Unterschreiten eines vorbestimmten Minimaldurchflusses ein
elektrisches Signal abgegeben wird.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorratsbehälter (23) eine Druckgasflasche oder einem Drucktank bevorratet wird.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Druckgasflasche oder dem Drucktank und/oder in der Gaszuleitung (4,24) ein
Druckmessgerät (29) angeordnet ist, das zum Ermitteln eines Gasdurchflusses mit einer
Zeiterfassung (31) wirkverbunden ist.
14. Anlage, nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventil (7, 27) eine Zeitschaltuhr zum Schließen des Ventils nach einer vorbestimmten
Inertisierungsdauer vorgeschaltet ist.
15. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufzeit und/oder die Inertisierungsdauer einstellbar ist/sind.