Auf der sicheren Seite: So setzen sie individuelle SIL-Level wirtschaftlich um

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1 SIL in der Praxis Auf der sicheren Seite: So setzen sie individuelle SIL-Level wirtschaftlich um Autor / Redakteur: Markus Dertinger* / Dominik Stephan Abluftreinigungsanlagen wie die Ecopure von Dürr helfen, flüchtige organische Stoffe (VOC oder volatile organic compounds) im Industrieabgas zu reduzieren und tragen entscheidend zur Anlagen- und Prozesssicherheit bei. Als sicherheitsrelevante Systeme unterliegen sie allerdings auch den entsprechenden Normen und Regularien. Wer den Zertifizierungsaufwand scheut, ist gut beraten den Anlagenbauer als Partner in Sachen SIL an Bord zu holen. (Bild: Dürr) Mit dem weltweit einheitlichen Safety Integration Level (SIL) soll das Gefährdungsrisiko von Produktionsanlagen für Mensch und Umwelt weiter reduziert werden. Kunden, die die teils aufwändige SIL-Implementierung nicht selbst übernehmen wollen, sollten beim Kauf einer Abluftreinigung am besten einen Lieferanten wählen, der auch gleich die Sicherheitsbetrachtung übernimmt. So lassen sich individuelle Sicherheitslevels am wirtschaftlichsten umsetzen. Bereits vor über zehn Jahren fand in der Sicherheitstechnik ein Umbruch von nationalen hin zu internationalen Regeln statt. Während die teils sehr detaillierten neuen Regelwerke in Großkonzernen schnell und systematisch umgesetzt wurden, bleibt eine konsequente SIL- Anwendung in Firmen ohne einschlägige Fachabteilungen vielfach weiter auf der Agenda. Eine Alternative zur Durchführung mit spezialisierten Ingenieurbüros oder Beratern können Anlagenhersteller wie Dürr sein. Sie liefern Abluftreinigungsanlagen und SIL als integrierte Lösung. Dazu kombinieren sie grundlegendes Sicherheits-Know-how aus dem Anlagenbau mit entsprechenden Erfahrungen aus vielfältigen Kundenapplikationen. So lässt sich SIL als Lieferung aus einer Hand umsetzen. Die nötigen Normen für Sicherheit und Risikominimierung Die technologie- und anwendungsorientierte Norm IEC/DIN EN (VDE 0803) sowie die

2 Norm IEC/DIN EN (VDE 0810) sind seit 2004 gültig. Sie sollen Risiken und Schäden an Anlagen, von denen eine Gefahr für Mensch und Umwelt ausgeht, weltweit einheitlich minimieren. Hintergrund sind u.a. die immer höheren Automatisierungsgrade, die zu einer Potenzierung von Gefahren führen können.

3 Bildergalerie Fotostrecke starten: Klicken Sie auf ein Bild (4 Bilder) Funktionale Sicherheit mit SIL Sicher ist Sicher: Warum SIL keine Pflicht, aber trotzdem ein Muss ist Funktionale Sicherheit zwischen SIL-Level und EN oder was tun, wenn s brennt? Wenn sicherheitsrelevante Komponenten versagen, ist nicht nur die Produktion gefährdet. Damit es nicht zum schlimmsten kommt, helfen funktionale Sicherheitskonzepte. Doch nur wer Fehlerursachen kennt, kann die richtigen Vorkehrungen treffen. lesen... Erfahrungen zeigen, dass der Fokus auf einzelne Produkte und Komponenten innerhalb von Maschinen und Anlagen nicht ausreicht. Für eine konsequente Gefahrenreduzierung ist vielmehr die gesamte Prozesskette zu betrachten. Was steht in der EN 61511? Besonders relevant für die Prozessindustrie ist dabei die Norm IEC/DIN EN (VDE 0810) mit ihrem Schwerpunkt beim Sicherheitslebenszyklus (Safety Life Cycle). Im Grundsatz stellt DIN drei grundsätzliche Forderungen: systematische Fehler vermeiden, die Rate zufälliger Fehler bestimmen, entsprechende Anpassungen der Systemarchitektur. (Grafik 1)

4 Grafik 1: Produkt-Lebenszyklusmodell nach IEC (Quelle: Dürr) Diese DIN-EN-Norm setzt auf der IEC-Regelung für Funktionale Sicherheit auf. Die wesentlichsten Neuerungen sind neben dem Sicherheitslebenszyklus die Einführung abgestufter Sicherheitskategorien so genannter Safety Integrity Levels, kurz SIL. Dazu werden über entsprechende Kriterien zunächst Risiken und Eintrittswahrscheinlichkeiten kategorisiert (siehe Tabelle 1). Zur Ermittlung des Prozessrisikos stehen zahlreiche Verfahren zur Verfügung, beispielsweise der Risikograph aus DIN V Je höher das Risiko eines Prozesses, desto höher ist das SIL der Sicherheitsfunktion, die dieses abdecken soll. Ökonomisch anzustreben ist ein möglichst niedriger SIL-Wert, da dieser das größte Sparpotenzial aufweist. Dabei dürfen aber auf keinen Fall gerichtsfeste Nach-weispflichten vernachlässigt werden, deren Erfüllung im Schadensfall belegt sein muss. Passive und Aktive Sicherheitsmaßnahmen (Bild: Dürr) SIL wirtschaftlicher machen Davon betroffen sind auch Abluftreinigungsanlagen, die Abgasströme mit unterschiedlichsten Schadstoffen und Zusammensetzungen reinigen oft mit Lösemittel bzw. VOCs in explosionsfähigen Konzentrationen. Vielfach ist die Abluftreinigung Bestandteil von Produktionsprozessen, die bei Anlagenausfall gestoppt werden müssen. Bei Kombination mit einer Wärmerückgewinnung beeinträchtigt ein Ausfall der Abluftreinigung auch die Energieversorgung. Deshalb müssen Fehler- und Gefahrenquellen bei der Abluftreinigung wie auch bei der angrenzenden Produktion systematisch analysiert und ausgeschlossen werden. Was haben Abluftanlagen mit SIL zu tun? Mit mehr als 5000 realisierten Abgas- und Abluftreinigungsanlagen verfügt der Maschinenund Anlagenbau-Spezialist Dürr über jahrzehntelanges Know-how und umfassende Erfahrungen in diesem Bereich. Das Unternehmen liefert seine Anlagen auf Wunsch einschließlich aller Sicherheitsuntersuchungen.

5 Um für individuelle Anwendungen passende SILs mit maximaler Sicherheit zu möglichst geringen Kosten zu entwickeln, ist neben dem Blick auf einzelne Produkte, Komponenten oder Prozesse eine Betrachtung des Gesamtprozesses unabdingbar. Dazu gehören Anlagen zur Abluftreinigung und Wärmerückgewinnung genauso wie emissionsverursachende Produktionsprozesse. Gemeinsam mit Kunden erarbeiteten und dokumentieren Dürr-Spezialisten das optimale Sicherheitskonzept mit der erforderlichen Risikobetrachtung für einen ungefährlichen und effizienten Betrieb. Hierzu gehören neben der Sicherheitsspezifikation auch die Organisation der Hazop (Hazard and Operability/Risiko- und Gefahrenanalyse) und die Festlegung des benötigten SIL. Anschließend wird die Sicherheitsfunktion spezifiziert. Neben dem Schutzziel werden konkrete Maßnahmen bei Planung und Auslegung, Implementierung, Inbetriebnahme, Betriebsverhalten, Wartung und Vorgehen definiert. Dies ist die Basis für die Auswahl des erforderlichen Equipments. So muss für eine Konzentrationsüberwachung festgelegt werden, welches Analysengerät oder welcher Sensor zum Einsatz kommt, welche Aktoren wie Klappen, Ventile, und Antriebe erforderlich sind und wie diese signaltechnisch einzubinden und räumlich anzuordnen sind. Aktive und passive Sicherheitsmaßnahmen Dabei sind sowohl aktive als auch passive Maßnahmen möglich (siehe Tabelle 2). Mit aktiven Maßnahmen können Abluftmengen oder Prozesse so eingestellt werden, dass keine Gefährdung mehr möglich ist. Allerdings kann dies zu unwirtschaftlichen Betriebsweisen führen, etwa wenn der Abluft-Energiegehalt für eine effiziente Reinigung oder Wärmerückgewinnung zu gering wird. Mittel der Wahl ist hier ein SIS (Safety Instrumented System): Dabei werden z.b. eine Konzentrationsüberwachung und ein Absperrventil mit der standardmäßig vorhandenen fehlersicheren Steuerung kombiniert. SIL Kriterien (Bild: Dürr) Passive Maßnahmen können z.b. Berstscheiben oder Flammenfilter sein. Sie reduzieren die Auswirkungen von Explosionen oder Rückzündungen auf ein Minimum, wenn diese trotz Vorsichtsmaßnahmen nicht zu verhindern waren. Neben der Auswahl passender Komponenten nutzt Dürr entsprechende Software und zwar bei der Analyse von Fehlermöglichkeiten in allen Stufen des Prozesses wie auch zur Steuerung der Abluft- und Wärmerückgewinnungssysteme. Wesentlich sind nicht nur die richtige Gerätespezifikation, sondern auch die korrekte Installation, fachgerechte Inbetriebnahme und spätere Wartung. SIL ist auch immer individuell Die Entscheidung für eine konsequente SIL-Implementierung basiert auf einer grundsätzlichen Risiko- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, die jedes Unternehmen für sich treffen muss. Die Argumente hohe Kosten und hoher Aufwand einer SIL-Umsetzung relativieren sich schnell, wenn mit einem erfahrenen Partner Lösungen gefunden werden, die maximale Sicherheit zu vertretbarem Aufwand bieten, und potenzielle Kosten für Produktionsausfälle oder gar schwere Unfälle betrachtet werden. * * Der Autor ist Global Customer Director bei Dürr. Kommentar zu diesem Artikel abgeben Schreiben Sie uns hier Ihre Meinung...

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7 Grafik 1: Produkt-Lebenszyklusmodell nach IEC (Quelle: Dürr) Passive und Aktive Sicherheitsmaßnahmen (Bild: Dürr)

8 SIL Kriterien (Bild: Dürr) Abluftreinigungsanlagen wie die Ecopure von Dürr helfen, flüchtige organische Stoffe (VOC oder volatile organic compounds) im Industrieabgas zu reduzieren und tragen entscheidend zur Anlagen- und Prozesssicherheit bei. Als sicherheitsrelevante Systeme unterliegen sie allerdings auch den entsprechenden Normen und Regularien. Wer den Zertifizierungsaufwand scheut, ist gut beraten den Anlagenbauer als Partner in Sachen SIL an Bord zu holen. (Bild: Dürr)

9 Abluftreinigungsanlagen wie die Ecopure von Dürr helfen, flüchtige organische Stoffe (VOC oder volatile organic compounds) im Industrieabgas zu reduzieren und tragen entscheidend zur Anlagen- und Prozesssicherheit bei. Als sicherheitsrelevante Systeme unterliegen sie allerdings auch den entsprechenden Normen und Regularien. Wer den Zertifizierungsaufwand scheut, ist gut beraten den Anlagenbauer als Partner in Sachen SIL an Bord zu holen. (Bild: Dürr)

10 Grafik 1: Produkt-Lebenszyklusmodell nach IEC (Quelle: Dürr) Passive und Aktive Sicherheitsmaßnahmen (Bild: Dürr)

11 SIL Kriterien (Bild: Dürr)