Wir bieten seit vielen Jahren Abfackelgeräte bzw. Gasfackeln zum Abfackeln von gefährlichen Gas-Gemischen an. Unsere Mobilen Gasfackeln werden seitdem erfolgreich in unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt, ein Großteil davon im Bereich der Gasversorgung.
Im Gasverteilnetz ist eine Gasfackel ein wirksames Werkzeug, um betriebsbedingte Methanemissionen beim Entspannen, bei der Außerbetriebnahme oder bei der Inbetriebnahme von Rohrleitungen zu vermeiden.
Mobile Gasfackeln werden von unseren Kunden bei der Inspektion von Tankanlagen und beim Rückbau von Gastankanlagen, z.B. in die Jahre gekommenen Propantanks, eingesetzt. Außerdem finden sich unsere Mobilen Gasfackeln in einigen Pilotanlagen zur Erforschung neuartiger Energieträger oder Herstellungsprozesse von Wasserstoff oder Methan. Auch dort müssen gefährliche Gase aus Sicherheitsgründen oder weitere Begleitgase aus Umweltschutzgründen neutralisiert werden. In all diesen Anwendungen findet eine Neutralisierung der Gase über eine gezielte Abfackelung statt, also eine Umsetzung in weniger gefährliche oder weniger schädliche Gase. Methan wird bei der Abfackelung in CO₂ umgesetzt, Wasserstoff z.B. in Wasser (H₂O).
Sicherheit von Gasfackeln
Aber wie kann das Abfackeln von Gas eigentlich sicher sein und wie wird gewährleistet, dass die Flamme nicht in die Rohrleitung oder den Tank „überspringt“?
Da wir als Hersteller der Gasfackel nicht beeinflussen können, welches Gasgemisch bzw. welche Gaskonzentration durch die Gasfackel geleitet wird, haben wir uns dazu entschieden, die Sicherheitsvorkehrungen der Gasfackel auf den schlimmsten anzunehmenden Fall auszulegen.
Das heißt, wir nehmen an, dass unter Umständen ein zündfähiges Gemisch innerhalb der Gasfackel vorliegen kann. Zur Absicherung gegenüber Flammendurchschlag in die zu schützende Rohrleitung oder den zu schützenden Tank bauen wir standardmäßig sogenannte Flammenrückschlagsperren bzw. Flammendurchschlagsicherungen in unseren Gasfackeln ein.
Diese Bauteile liefern ein hohes Maß an Sicherheit und sind ein wirksamer Schutz gegenüber Flammendurchschlag in unseren Gasfackeln.
Flammenrückschlagsicherung und Betriebsdruck
In der Dokumentation der Flammenrückschlagsicherung gibt es Angaben zum Betriebsdruck, z.B. max. 1,2 bar. Kann ich denn die Gasfackel überhaupt mit höherem Druck betreiben?
Wir verwenden in unseren Gasfackeln Flammenrückschlagsperren, die nach DIN EN ISO 16852 geprüft und zertifiziert sind. In der Einleitung dieser Norm findet sich folgende Passage:
„3.1 Flammendurchschlagsicherung
Einrichtung, die an der Öffnung eines Anlagenteils oder in der verbindenden Rohrleitung eines Systems von Anlagen eingebaut ist und deren vorgesehene Funktion es ist, den Durchfluss zu ermöglichen, aber den Flammendurchschlag zu verhindern.„.
Exakt auf diese Betriebsweise sind die Spezifikationen und die Dokumente der Flammenrückschlagsperre ausgelegt. Ebenso die Angabe des zulässigen Betriebsdrucks der Flammenrückschlagsperre.
Bei Flammenrückschlagsperren mit Zulassung für Wasserstoff beträgt der absolute Betriebsdruck laut Norm 1,1 bar absolut. Das bedeutet, dass Wasserstoff bei einem Fließdruck von 1,1 bar durch (also ca. 100 mbar relativ zum atmosphärischen Druck) die Flammenrückschlagsperre durchfließen kann, eine Flamme in GLEICHER Ausbreitungsrichtung vom Bauteil hingegen aufgehalten wird (siehe Bild). Sobald der absolute Betriebsdruck überschritten wird, ist ein Durchschlag der Flamme mit dem strömenden Gas durch das Bauteil möglich.
Gas-Prüfstandrohr und Mobile Gasfackeln
In unseren Produkten, wie dem Gas-Prüfstandrohr und den Mobilen Gasfackeln, sind Gasfluss und Flammenquelle umgekehrt: Die Flammenausbreitung ENTGEGEN der Strömungsrichtung des Mediums soll verhindert werden. Die Dokumentationen und Datenblätter von Flammenrückschlagsperren sind also nicht direkt auf unsere Anwendung übertragbar.
Flammenrückschlag und Gasströmung
Der Schutz gegen Flammenrückschlag entgegen einer Gasströmung ist grundsätzlich „einfacher“ als bei gleicher Ausbreitungsrichtung. In der Gasfackel kann bei ausreichendem Vordruck grundsätzlich kein Flammenrückschlag in die Rohrleitung hinein auftreten, da die Strömungsgeschwindigkeit des austretenden Gases bereits deutlich größer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Flamme ist. Die Flammengeschwindigkeit wirkt entgegen der Gasströmung, siehe Bild 2 links im Bild.
Sobald der Vordruck also ausreichend groß ist (wir beziffern das auf p>100 mbar relativ zur Atmosphäre), wäre eine Flammenrückschlagsicherung theoretisch nicht unbedingt notwendig.
Erst bei einem kleinen Vordruck (p<100 mbar relativ zur Atmosphäre) reduziert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Gases so stark, dass eine Flamme in das Rohr eintreten könnte, da die Flammengeschwindigkeit in diesem Fall größer als die Strömungsgeschwindigkeit des Gases werden kann. Genau für diesen Fall (kleiner Vordruck) wird die Flammenrückschlagsperre benötigt und hier arbeitet sie einwandfrei!
Wie bereits beschrieben, würde die Flammenrückschlagsperre sogar eine Flamme aufhalten, wenn das Gas in die Rohrleitung zurücktreten würde (also bei gleicher Ausbreitungsrichtung, siehe Bild 1)!
Eine Flammenrückschlagsperre gemäß DIN EN ISO 16852 ist also ein extrem sicheres Bauteil in einer Gasfackel und bietet viel mehr Sicherheit als einfache Gasrücktrittsicherungen.
Welchen Druck halten die Flammenrückschlagsperren mechanisch betrachtet aus?
Wir bereits erwähnt, beziehen sich die genannten Betriebsdrücke in der Dokumentation der Flammenrückschlagsperren auf eine andere Absicherungs-Anordnung (siehe oben). Bzgl. Druckfestigkeit und Dichtheit sind alle in unseren Gasfackeln eingebauten Flammenrückschlagsperren für den jeweils zugelassenen Betriebsdruck der unterschiedlichen Gasfackeln getestet und freigegeben.
Die DIN EN ISO 16852 gibt klare Vorgaben zu Dichtheitstest und Druckprüfungen im Rahmen der Qualitätssicherung vor Auslieferung durch den Hersteller der Produkte. Sollte der durch uns zugelassene maximale Betriebsdruck einer Gasfackel den durch die DIN EN ISO 16852 vorgegebenen Prüfdruck überschreiten (z.B. 20 bar beim Gas-Prüfstandrohr oder der Mobilen Gasfackel XL), verlassen wir uns auf Zusagen von Herstellern und auf interne Prüfungen, welche sicherstellen, dass die Bauteile entsprechend druckfest und dicht sind.
Personenschutz, Arbeitssicherheit und Risikoanalyse
Das Abfackeln von Gas ist keine alltägliche Maßnahme und Personenschutz, Arbeitssicherheit und Risikoanalyse sind wichtige Aspekte bei der Durchführung. Es ist nachvollziehbar, dass solche Maßnahmen insgesamt und die Eignung einer Gasfackel bei unseren Kunden mit großer Sorgfalt überprüft und diskutiert wird.
Wir haben in der Vergangenheit viele Untersuchungen, Berechnungen und Tests durchgeführt, um ein sicheres und funktionales Produkt anzubieten. Zusätzlich haben wir viele positive Rückmeldungen zu Erfahrungen mit unserem Produkt von Kunden erhalten und persönlich auf Baustellen Entspannungen an Hochdruckleitungen mit unseren Gasfackeln durchgeführt. Sie können also darauf vertrauen, dass die Sicherheit unserer Produkte vollumfänglich und sorgfältig geprüft wurde.
