Kapitel 7: Sicherheitstechnik bei Biomassekessel

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1 Kapitel 7: Sicherheitstechnik bei In diesem Kapitel werden die wesentlichen sicherheitstechnischen Anforderungen an aus der ÖNORM EN und aus der prtrvb H zusammengefasst. Inhaltsverzeichnis 7. Sicherheitstechnik bei ÖNORM EN prtrvb H Österreichisches Normungsinstitut (Hrsg.): ÖNORM EN Heizkessel für feste Brennstoffe, hand- und automatisch beschickte Feuerungen, Nenn-Wärmeleistung bis 300 kw, Wien Österreichischer Bundesfeuerwehrverband/Die österreichischen Brandverhütungsstellen: Technische Richtlinien Vorbeugender Brandschutz Automatische Holzfeuerungsanlagen, prtrvb H 118, 2003.

2 7. Sicherheitstechnik bei 7.1 ÖNORM EN In der ÖNORM EN werden für Heizkessel für feste Brennstoffe mit einer Nennwärmeleistung bis 300 kw Bauanforderungen, heiztechnische Anforderungen und deren Prüfung sowie die Kennzeichnung und die mitzuliefernden Unterlagen festgelegt. Des weiteren werden Sicherheits- und Ausführungsanforderungen definiert. Für jeden Heizkessel sind in Abhängigkeit von der Art des Feuerungssystems und der Absicherung der Anlagen, in die er eingebaut werden soll, Regel- und Sicherheitseinrichtungen vorzusehen. Die ÖNORM EN nennt hier: - Temperaturregler: erfasst und regelt die Wassertemperatur des Heizkessels - Sicherheitstemperaturwächter: unterbricht die Energiezufuhr bzw. Verbrennungsluftzufuhr bei Erreichen des eingestellten höchsten Grenzwertes der Heizungswassertemperatur selbsttätig. Die Rückstellung erfolgt nach Absenkung der Heizungswassertemperatur auf einen vorgegebenen unteren Grenzwert automatisch. - Sicherheitstemperaturbegrenzer: unterbricht und verriegelt die Energiezufuhr bzw. Verbrennungsluftzufuhr bei Erreichen des eingestellten höchsten Grenzwertes der Heizungswassertemperatur selbsttätig. Die Rückstellung erfolgt nach Absenkung der Heizungswassertemperatur auf einen vorgegebenen unteren Grenzwert von Hand. - Einrichtung zur Abfuhr überschüssiger Wärme: dient zur Begrenzung der maximalen Kesseltemperatur. Hierfür kann beispielsweise eine typengeprüfte thermische Ablaufsicherung in Verbindung mit einem in den Heizkessel eingebauten Wärmetauscher verwendet werden. Für den Einsatz eines Heizkessels in physikalisch abgesicherten Anlagen (die Temperatur ist durch den Anlagendruck begrenzt) ist ein Temperaturregler und Sicherheitstemperaturwächter vorzusehen. Der Sicherheitstemperaturwächter kann entfallen, wenn das Heizsystem weder schnell noch teilweise abschaltbar ist (z.b. bei automatischer Verbrennungsluftzufuhr und/oder Brennstoffzufuhr). Entsprechend ÖNORM EN gilt ein Feuerungssystem als schnell abschaltbar, wenn in allen Betriebs- und Störfällen die Wärmeerzeugung so rasch unterbrochen werden kann, dass weder auf der Wasserseite noch auf der Feuerungsseite gefährliche Betriebszustände (Ansteigen der Kesselwassertemperatur auf über 110 C, Verpuffung auf Grund einer Ansammlung zündfähiger Gasgemische im Feuerraum/Heizgaszügen) auftreten. Bei eine teilweise abschaltbaren Feuerungssystem kann durch Regel- und Sicherheitseinrichtungen ein wesentlicher Teil der Wärmeerzeugung unterbrochen werden, ohne dass auf der Feuerungsseite gefährliche Betriebszustände auftreten. Seite 2

3 Für den Einsatz in thermostatisch abgesicherten Heizungsanlagen sind folgende Ausrüstungsvarianten zu unterscheiden: Bei schnell abschaltbaren Feuerungssystemen: - Temperaturregler - Sicherheitstemperaturbegrenzer Bei teilweise abschaltbaren Feuerungssystemen: - Temperaturregler - Sicherheitstemperaturbegrenzer - Einrichtung zur Abfuhr der Restwärmeleistung Bei nicht abschaltbaren Feuerungssystemen (Nenn-Wärmeleistung < 100 kw) - Temperaturregler - Einrichtung zur Abfuhr der im Störfall maximal möglichen Wärmeleistung Beschickungseinrichtungen Heizkessel mit Handbeschickung müssen so ausgeführt sein, dass bei bestimmungsgemäßem Betrieb beim Öffnen der Beschickungstür oder Brennraumtür keine Gefährdung von Personen auftritt. Automatische Beschickungseinrichtungen müssen mit einer Sicherheitseinrichtung ausgeführt sein, so dass ein Rückbrand in die Förder- oder Dosiereinrichtung sowie Verpuffungen verhindert werden. 7.2 prtrvb H 118 In der prtrvb H werden neben bautechnischen Brandschutzanforderungen auch anlagentechnische Brandschutzanforderungen für automatische Holzfeuerungsanlagen definiert. In Abhängigkeit von Brennstoff, Anlagenausführung, Heizleistung und Brennstofflagermenge sind unterschiedliche Sicherheitseinrichtungen erforderlich (siehe Tab. 1 und Tab. 2). Alle für eine Anlagentype erforderlichen Sicherheitseinrichtungen, deren Anordnung und deren Ansteuerung sind in ihrer Gesamtheit und in ihrem Zusammenwirken durch einen Prüfbericht einer hierfür akkreditierten Prüfstelle zu bewerten. Ausgenommen davon ist die Rückbrandhemmende Einrichtung (RHE). Deren Funktionstüchtigkeit ist zumindest durch den Anlagenerrichter zu bestätigen. Seite 3

4 Abb. 1: Funktionsprinzip einer Absperrklappe Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Hartmann H. (Hrsg.): Handbuch Bioenergie- Kleinanlagen, Gülzow Abb. 2: Funktionsprinzip einer Zellradschleuse Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Hartmann H. (Hrsg.): Handbuch Bioenergie- Kleinanlagen, Gülzow Abb. 3: Beispiel für eine Einkammer-Zellradschleuse Quelle: ETA Heiztechnik GmbH, November 2007 Seite 4

5 Die wichtigsten anlagentechnischen Sicherheitseinrichtungen sind: - Rückbrandhemmende Einrichtung (RHE): nur in Kompaktanlagen zulässig - Rückbrand - Schutzeinrichtung (RSE): Beispiele für RSE sind Klappe, Schieber, Zellenradschleuse, etc. Der zuverlässige Verschluss der RSE muss in der Anheizphase und bei kritischen Betriebszuständen sowie bei Störfällen (auch bei Stromausfall) gewährleistet sein. Das Funktionsprinzip einer Absperrklappe bzw. einer Zellradschleuse ist in Abb. 1 und in Abb. 2 ersichtlich. Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Einkammer-Zellenradschleuse. - Selbsttätig auslösende Löscheinrichtung (SLE): Einbau in der Einschubschnecke, dient zur selbsttätigen Eindämmung eines Rückbrandes innerhalb der Beschickungseinrichtung. - Händisch auszulösende Löscheinrichtung (HLE): dient zur Bekämpfung eines Brandherdes im Brennstofflagerraum/Bunker im Bereich der Austrageeinrichtung/ Förderleitung und wird manuell ausgelöst. - Rückzündsicherung (RZS): Maßnahme gegen Rückzünden durch Funkenflug bzw. gegen Zündung von in die Förderleitung rückströmende brennbare Gase. - Temperaturüberwachungseinrichtung (TÜB): akustische Warneinrichtung die bei Überschreiten einer Temperatur von ca. 70 C Brennstofflagerraum/Vorratsbehälter anspricht. Tab. 1 zeigt die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen für auszugsweise angeführte Ausführungsbeispiele von Hackgutheizungen. Tab. 1: Sicherheitseinrichtungen für Hackgutheizungen in Abhängigkeit von Anlagenausführung, Heizleistung und Brennstofflagermenge (Auszug) Anlagenausführung Heizleistung Brennstofflagermenge Erforderliche Sicherheitseinrichtung Kompaktanlage (Vorratsbehälter im Heizraum) 150 kw 1,5 m³ im Heizraum RHE Autom. Austragung aus einem Brennstofflagerraum Autom. Austragung aus einem Brennstofflager im Wirtschaftstrakt, Brandabschnittsfläche max. 500 m², Brandwand zum Wohntrakt 400 kw 50 m³ im Lagerraum RSE, TÜB 400 kw > 50 m³ 200 m³ im Lagerraum RSE, TÜB, HLE 150 kw 200 m³ im Lagerraum RSE, TÜB, HLE, SLE, RZS Quelle: Österreichischer Bundesfeuerwehrverband/Die österreichischen Brandverhütungsstellen: Technische Richtlinien Vorbeugender Brandschutz Automatische Holzfeuerungsanlagen, prtrvb H 118, 2003 Seite 5

6 Tab. 2: Tabelle 2 zeigt die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen für auszugsweise angeführte Ausführungsbeispiele von Pelletsheizungen. Anlagenausführung Heizleistung Brennstofflagermenge Erforderliche Sicherheitseinrichtung bzw, Maßnahme Kompaktanlage (Vorratsbehälter im Heizraum) 150 kw 1,5 m³ im Heizraum RHE Saugsystem 150 kw 1,5 m³ im Heizraum 50 m³ im Lagerraum Prüfbericht Brandabschluss zum Lagerraum Autom. Austragung aus einem Brennstofflagerraum in einen Zwischenbehälter Schwerkraft-system 150 kw 1,5 m³ im Heizraum 50 m³ im Lagerraum Prüfbericht Zellenradschleuse (RSE) Förderleitung in Stahlausführung Autom. Austragung aus einem Brennstofflagerraum 150 kw 50 m³ im Lagerraum oder Lagerbehälter RSE Quelle: Österreichischer Bundesfeuerwehrverband/Die österreichischen Brandverhütungsstellen: Technische Richtlinien Vorbeugender Brandschutz Automatische Holzfeuerungsanlagen, prtrvb H 118, 2003 Unter bestimmten Vorraussetzungen ist es möglich, Pelletslagerbehälter mit einem max. Füllvolumen von 15 m³ im Heizraum neben einer Pelletsfeuerstätte mit einer max. Heizleistung von 50 kw aufzustellen. Siehe Merkblatt Vorbeugender Brandschutz 29/ Brandverhütungsstelle für OÖ: Aufstellung von Pelletslagerbehältern im Heizraum und im Freien unmittelbar neben einem Gebäude, Merkblatt 29/2005. Seite 6