Betriebsanleitung und Sicherheitshandbuch

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1 NK10 etriesanleitung und Sicherheitshanduch Füllstandegrenzer Inhaltsverzeichnis 0 Geltungsereich 1 Sicherheitshinweise 2 Verwendungszweck 3 Geräteeschreiung und Einsatzereich 4 Sicherheitsfunktion und Projektierung 5 Installation, Montage und Inetrienahme 6 Wartung und wiederkehrende Prüfungen 7 Transport 8 Service 9 Zuehör 10 Entsorgung 11 Technische Daten 12 Maßzeichnungen 13 estellkennzeichen 14 Herstellererklärungen und Zertifikate * * A_DE_NK10_SIL Rev.A 07/11 * * 0 Geltungsereich Dieses Dokument gilt für die Füllstandegrenzer der aureihe NK10. Diese sicherheitsgerichteten Füllstandegrenzer sind vom TÜV Süd entsprechend EN für SIL1 und SIL2 (SIL 3 ei redundanter Verschaltung) zertifiziert. 0.1 Standards Richtlinien: Angewandte Normen und Regelwerke: Druckgeräterichtlinie 97/23/EG Ausrüstungsteil mit Sicherheitsfunktion Kategorie IV Mit geltende EG-Richtlinie: Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG EN Funktionale Sicherheit sicherheitsezogener elektrischer/elektronischer/programmierarer elektronischer Systeme EN Funktionale Sicherheit - Sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie EN Sicherheitsestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laorgeräte - Allgemeine Anforderungen EN Druckmeßgeräte - Druckmeßgeräte mit Rohrfedern; Maße, Meßtechnik, Anforderungen und Prüfung Angewandte Normen und Regelwerke: 0.2 Akürzungen SIL HFT MTF DIN Füllstandegrenzer; Flüssigkeitsstandegrenzer für Wärmeüertragungsanlagen mit organischen Flüssigkeiten; Sicherheitstechnische Anforderungen und Prüfung DIN EN Unefeuerte Druckehälter Vd-TÜV Merklatt Strömung 100 Englisch Safety Integrity Level Hardware Fault Tolerance Mean Time etween Failures eschreiung Die internationale Norm IEC definiert vier diskrete Safety Integrity Level (SIL 1 is SIL 4). Jeder Level entspricht einem Wahrscheinlichkeitsereich für das Versagen einer Sicherheitsfunktion. Je höher der Safety Integrity Level des sicherheitsezogenen Systems ist, umso geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es die geforderten Sicherheitsfunktionen nicht ausführt. Hardwarefehler-Toleranz: Fähigkeit einer Funktionseinheit, eine geforderte Funktion ei estehen von Fehlern oder Aweichungen weiter auszuführen. Mittlere Zeitdauer zwischen zwei Ausfällen

2 MTTR PFD PFD AVG λ S λ DD λ DU SFF Mean Time To Repair Proaility of Failure on Demand Average Proaility of Failure on Demand Safe Failure Rate per hour Failure rate for all dangerous detected failures Failure rate for all dangerous undetected failures Safe Failure Fraction Mittlere Zeitdauer zwischen dem Auftreten eines Fehlers in einem Gerät oder System und der Reparatur eispiel: 72h (Reparatur üer das Wochenende) Wahrscheinlichkeit gefahrringender Ausfälle einer Sicherheitsfunktion im Anforderungsfall Mittlere Wahrscheinlichkeit gefahrringender Ausfälle einer Sicherheitsfunktion im Anforderungsfall Gesamtrate aller sicheren Ausfälle Gesamtrate für gefährliche, erkannte Ausfälle Gesamtrate für gefährliche, nicht erkannte Ausfälle Anteil ungefährlicher Ausfälle: Anteil von Ausfällen ohne Potenzial, das sicherheitsezogene System in einen gefährlichen oder unzulässigen Funktionszustand zu versetzen. FIT Failure In Time Ausfallhäufigkeit: Anzahl der Fehler innerhal 10 9 Stunden T1 XooY Low demand mode Test Interval, Proof Prüfintervall der Schutzfunktion test "X out of Y" Voting Auswahlschaltung: Klassifizierung und eschreiung des sicherheitsezogenen Systems hinsichtlich Redundanz und angewandtem Auswahlverfahren. X : 1 Sicherheitshinweise 1.1 Allgemeines Git an, wie oft die Sicherheitsfunktion ausgeführt wird (Redundanz). Y: estimmt, wie viele Kanäle korrekt areiten müssen. etriesart, ei der die Anforderungsrate an das sicherheitsezogene System nicht mehr als einmal pro Jahr eträgt und nicht größer als die doppelte Frequenz der Wiederholungsprüfung ist. Diese etriesanleitung enthält grundlegende und unedingt zu eachtende Hinweise für Installation, etrie und Wartung des Gerätes. Sie ist unedingt vor Montage und Inetrienahme des Gerätes vom Monteur, vom etreier sowie dem für das Gerät zuständigen Fachpersonal zu lesen. Diese etriesanleitung muss ständig am Einsatzort zugänglich verfügar sein. Die nachfolgenden Aschnitte üer allgemeine Sicherheitshinweise ( ) sowie auch die folgenden speziellen Aschnitte insesondere zu Montage, Inetrienahme und Wartung (2 is 10) enthalten wichtige Sicherheitshinweise, deren Nichteachtung Gefahren für Mensch und Tier, oder Sachen und Ojekte hervorrufen kann. 1.2 Personalqualifikation Das zur Montage, edienung, Wartung und Inspektion estellte Personal muss eine den üertragenen Aufgaen ausreichende Qualifikation aufweisen und entsprechend den Anforderungen der Aufgaenstellung ei Montage, edienung, Wartung und Inspektion ausreichend eingewiesen und geschult sein. 1.3 Gefahren ei Missachtung der Sicherheitshinweise Eine Missachtung dieser Sicherheitshinweise, der vorgesehenen Einsatzzwecke oder der in den technischen Gerätedaten ausgewiesenen Grenzwerte für den Einsatz kann zu Gefährdung oder zum Schaden von Personen, der Umwelt oder gar der Anlage selst führen. Schadensersatzansprüche gegenüer Fischer Mess- und Regeltechnik GmH schließen sich in einem solchen Fall aus. 1.4 Sicherheitshinweise für etreier und ediener Die Sicherheitshinweise zum ordnungsgemäßen etrie des Gerätes sind zu eachten. Sie sind vom etreier dem jeweiligen Personal für Montage, Wartung, Inspektion und etrie zugänglich ereitzustellen. Gefährdungen durch elektrische Energie sowie freigesetzte Energie des Mediums, durch austretende Medien sowie durch unsachgemäßen Anschluss des Gerätes sind auszuschließen. Einzelheiten hierzu sind den entsprechend zutreffenden Vorschriftenwerken wie: DIN EN, UVV sowie ei ranchenezogenen Einsatzfällen DVWG-, Ex-, GL-, etc. den VDE-Richtlinien sowie den Vorschriften der örtlichen EVUs zu entnehmen. 1.5 Unzulässiger Umau Umauten oder sonstige technische Veränderungen des Gerätes durch den Kunden sind nicht zulässig. Dies gilt auch für den Einau von Ersatzteilen. Eventuelle Umauten/Veränderungen werden ausschließlich von Fischer Mess- und Regeltechnik GmH durchgeführt. 1.6 Unzulässige etriesweisen Die etriessicherheit des Gerätes ist nur ei estimmungsgemäßer Verwendung gewährleistet. Die Geräteausführung muss dem in der Anlage verwendeten Medium angepasst sein. Die in den technischen Daten angegeenen Grenzwerte dürfen nicht üerschritten werden. Seite 2

3 1.7 Sicherheitsewusstes Areiten ei Wartung und Montage Die in dieser etriesanleitung aufgeführten Sicherheitshinweise, estehende nationale Vorschriften zur Unfallverhütung und interne Areits-, etries- und Sicherheitsvorschriften des etreiers sind zu eachten. Der etreier ist dafür verantwortlich, dass alle vorgeschrieenen Wartungs-, Inspektions-, und Montageareiten von autorisiertem und qualifiziertem Fachpersonal ausgeführt werden. 1.8 Symolerklärung WARNUNG! weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, deren Nichteachtung Gefahren für Menschen, Tiere, Umwelt und Ojekte hervorrufen kann. 2 Verwendungszweck Das Gerät ist ausschließlich für den vom Hersteller im Datenlatt zw. in der etriesanleitung enannten Verwendungszweck einzusetzen. Der Füllstandegrenzer NK10 wird in wärme- und verfahrenstechnischen Anlagen als Sicherung gegen Unterschreiten des niedrigsten zulässigen Füllstandes eingesetzt. Als egrenzer entspricht das Gerät den Anforderungen der DIN Die Geräte dieser aureihe sind... zertifiziert nach DIN unter der Register- Nummer 1D016/07. Die Konformitätsewertung erfolgte durch die DIN Certco Gesellschaft für Konformitätsewertung. zertifiziert nach EG Richtlinie 97/23/EG mit der Zertifikat-Nr Z 0063/2/1. Die aumusterprüfung erfolgte durch den TÜV Nord Anlagentechnik. zertifiziert nach GL HH. Die Zertifizierung erfolgte durch den Germanischen Lloyd. Eine Kopie der Zertifikate finden Sie im Anhang der etriesanleitung. 3 Geräteeschreiung und Einsatzereich 3.1 Funktionsild Site 3

4 4 Sicherheitsfunktion und Projektierung 4.1 Aufau und Sicherheitsfunktion Das Schwimmersystem des Füllstandegrenzers efindet sich im flüssigkeitsgefüllten ehälter (Ausdehnungsgefäß). Die ei Füllstandänderung entstehende Schwimmerewegung wird üer die mit einem Edelstahlalg agedichtete Schwimmerstange direkt auf einen Schalter üertragen. Der Drehpunkt der Schwimmerstange liegt außerhal des Druckraumes. Außerhal des Druckraumes efindet sich eine Prüftaste, die eine Funktionsprüfung nach DIN ohne Asenkung des Füllstandes ermöglicht. ei etätigung der Prüftaste wird der Schwimmerkörper gegen seinen Auftrie ewegt. Der Schaltpunkt des Schalters S1 (Klemme 1, 2, 3) wird werksseitig so justiert, dass die Umschaltung ei waagerechter Schwimmerstange erfolgt. Der optionale Vorwarnschalter S2 schaltet ca. 2,5 mm vor S1. In einer einkanaligen Architektur (1oo1) können die Geräte is SIL 2 eingesetzt werden. In einer mehrkanaligen, redundanten Architektur ist der Einsatz is SIL 3 möglich. Die Schaltkontakte des Füllstandegrenzers sind daei durch eine geeignete üergeordnete Einrichtung sicherheitsgerichtet als 1oo2-System im Sinne der DIN EN zu üerwachen. 4.2 Hinweise zur Projektierung Die Füllstandegrenzer sind für eine etriesart mit niedriger Anforderungsrate (low demand mode) is SIL2 vorgesehen. In einer mehrkanaligen, redundanten Architektur ist der Einsatz als sicherheitsrelevantes Teilsystem in der etriesart mit niederiger oder hoher Anforderungsrate is SIL3 möglich. 5 Installation, Montage und Inetrienahme 5.1 Prozessanschluss Nur durch autorisiertes und qualifiziertes Fachpersonal. Für die anlagenseitige Montage stehen verschiedene Flansche und Schweißstutzen zur Auswahl. ei der Montage ist darauf zu achten, dass die mit Top gekennzeichnete Geräteseite nach oen weist. Der Schwimmer muss sich senkrecht ungehindert ewegen können! 5.2 Elektroanschluss Nur durch autorisiertes und qualifiziertes Fachpersonal. Der elektrische Anschluss des Gerätes ist gemäß den relevanten Vorschriften des VDE sowie den Vorschriften des örtlichen EVU durchzuführen. Vor elektrischem Anschluss Anlage spannungsfrei schalten. Eine Sicherung muss vorgeschaltet werden, wenn anstatt einer Steuerung (SPS) eine Logik (Schütze, Ventile etc.) nachgeschaltet wird. Verrauchsangepasste Sicherungen vorschalten. Diese Sicherung muss der DIN EN / VDE 0116 entsprechen. ei der Verlegung der elektrischen Zuleitungen ist sicherzustellen, dass ein Kurzschluss zwischen Leitern und der Umgeung ausgeschlossen werden kann. Wird das Gerät als Füllstandegrenzer verwendet, muss in die nachfolgende elektrische Steuerung eine Verriegelungs- und eine Entriegelungseinrichtung gemäß DIN einezogen werden. Diese Sicherheitseinrichtung muss der DIN EN / VDE 0116 entsprechen. 5.3 Anschlussild 1 Schalter (S1) Prüftaste -S1 2 Schalter (S1 mit Vorwarnschalter S2) Die Flansche zw. Prozessanschlüsse sind maximal auf eine etriestemperatur von 400 C ei einem etriesdruck von 16 ar ausgelegt. Die Daten des verwendeten Flansches können niedriger liegen und sind den technischen Daten (s. 11) zu entnehmen. Seite 4

5 Anschluss-Schemata für SIL-Anwendungen: Die Funktionsfähigkeit des Füllstandegrenzers ist in der Anwendung jährlich zu prüfen! Üerprüfung der Schaltfunktion (mit Hilfe der Prüftaste) in Verindung mit den Folge- Komponenten. Kontrolle des Schwimmers üer das Auftriesverhaltens (nach etätigung der Prüftaste) Dichtheits-Kontrolle der Flanschverindung Kontrolle des elektrischen Anschlusses (Klemmverindung der Kael) Verläuft der Funktionstest negativ, muss der Füllstandegrenzer außer etrie genommen werden und der Prozess ggf. durch andere Maßnahmen im sicheren Zustand gehalten werden. 7 Transport 5.4 Inetrienahme Voraussetzung für die Inetrienahme ist die ordnungsgemäße Installation aller elektrischen Versorgungs-, Schalt- und Messleitungen, sowie die fachgerechte Ausführung der Flanschverindung. Alle Anschlussleitungen müssen so verlegt werden, dass keine mechanischen Kräfte auf das Gerät einwirken. Die Dichtheit der Flanschverindung ist im Rahmen der Anlagendichtheitsprüfung zu kontrollieren. Außerhal des Druckraumes efindet sich eine Prüftaste, die eine Funktionsprüfung nach DIN ohne Asenkung des Füllstandes ermöglicht. ei etätigung der Prüftaste wird der Schwimmerkörper gegen seinen Auftrie ewegt. Der Schaltpunkt des Schalters S1 (Klemme 1, 2, 3) wird werksseitig so justiert, dass die Umschaltung ei waagerechter Schwimmerstange erfolgt. Der optionale Vorwarnschalter S2 schaltet ca. 2,5 mm vor S1. 6 Wartung und wiederkehrende Prüfungen Das Gerät ist wartungsfrei, aer die Sicherheitsfunktion ist regelmäßig zu prüfen. Das Messgerät ist vor groer Stoßeinwirkung zu schützen. Der Transport ist ausschließlich in der für den Transport vorgesehenen Verpackung durchzuführen. 8 Service Alle defekten oder mit Mängeln ehafteten Geräte sind direkt an unsere Reparaturateilung zu senden. Wir itten darum alle Geräterücksendungen mit unserer Verkaufsateilung azustimmen. Messstoffreste in und an ausgeauten Messgeräten können zur Gefährdung von Menschen, Umwelt und Einrichtungen führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen sind zu ergreifen. Gegeenenfalls sind die Geräte gründlich zu reinigen. 9 Zuehör Nicht vorgesehen 10 Entsorgung Der Umwelt zuliee... itte helfen Sie mit, unsere Umwelt zu schützen und die verwendeten Werkstücke entsprechend den geltenden Vorschriften zu entsorgen zw. sie weiter zu verwenden. 6.1 Üerprüfung der Funktion Die in der SIL-Herstellererklärung dokumentierten PFD-Werte gelten für das Prüfintervall T1=1Jahr. Site 5

6 11 Technische Daten Varianten NK101 NK102 NK103 NK104 NK105 NK106 NK107 NK10A NK10 max. etriesdruck 20 ar 20ar 10ar 16ar 16ar 20ar 20ar 10ar 20ar max. Mediumtemperatur 400 C 400 C 350 C 400 C 400 C 400 C 400 C 350 C 400 C zulässige Umgeungstemperatur 70 C Variante NK10F NK10G NK10H NK10K NK10M NK10N NK10P max. etriesdruck 20 ar 20 ar 20 ar 150ls 300ls 300ls 300ls max. Mediumtemperatur 400 C 400 C 400 C 400 C 400 C 400 C 400 C zulässige Umgeungstemperatur 70 C Allgemeine Daten max. Lastdaten 250 VAC, 6A ohmsche Last 250 VDC, 250mA ohmsche Last Elektrischer Anschluss innenliegende Klemmleiste Schutzart IP55 nach DIN EN Spez. Mindestdichte ρ=0,6 kg/dm 3 Schalthysterese Einaulage ca. 6 mm waagerecht Alle Varianten mit 2 Microschaltern Schaltpunktdifferenz Schaltpunktdifferenz an der Mediumoerfläche max. 30 mm ahängig von der Mediumdichte e Schwimmersystem Edelstahl rostfrei Metallalg Edelstahl rostfrei Einschweißstutzen St 35.8 Flansch (H II) oder 15Mo3 zw Seite 6

7 12 Maßzeichnungen Variante Flansch A C D NK ,5 77,8 x 77,8 NK ,9 90 x 90 D ØC Ø72 ca. 110 A Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK DN62 PN Ø62 Ø110 Ø94 ca. 240 ca. 385 Site 7

8 Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK Form 1 DN80 PN NK10G Form 1 DN80 PN Ø72 Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK Form 1 DN65 PN NK Form 1 DN65 PN NK Form 1 DN65 PN Ø62 ca. 220 ca. 365 ca. 240 ca. 385 Seite 8

9 Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK10F Form C DN80 PN , Ø72 Ø120 Ø106 ca. 220 ca. 365 Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK10H Form G DN80 PN Ø72 Ø106 ca. 220 ca. 365 Site 9

10 Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK DN65 PN Ø62 Ø110 Ø94 ca. 240 ca. 385 Variante Flansch Anschlussmasse D LK d Anzahl ohrungen NK10P ANSI ls ,1 31,7 30,1 22,3 8 NK10N ANSI ls 209,5 168,1 28,4 26,8 22,3 8 NK10M ANSI ls 190,5 149,3 25,4 23,8 22,3 8 NK10K ANSI ls 192,5 152, ,8 19,1 4 Ø72 ca. 220 ca. 385 Seite 10

11 13 estellkennzeichen Füllstandegrenzer NK U0600 aureihe Flansch DIN EN Form 1 DN65 PN > 1 Flansch DIN EN Form 1 DN80 PN > 2 Flansch DIN EN Form 1 DN65 PN > 3 Flansch DIN EN Form C DN65 PN > 6 Flansch DIN EN Form 1 DN65 PN > 7 Schweißanschluss - 82,5 mm (S80)... > 4 Schweißanschluss - 88,9 mm (S90)... > 5 Flansch DIN EN Form C DN65 PN > A Flansch DIN EN Form D DN65 PN > Flansch DIN EN Form C DN80 PN > F Flansch DIN EN Form 1 DN80 PN > G Flansch DIN EN Form G DN80 PN > H Flansch ANSI ls > K Flansch - 2,5 - ANSI ls > M Flansch ANSI ls > N Flansch ANSI ls > P Schaltglieder 1 Schalter... > 1 2 Schalter... > 2 Ausführung Funktionale Sicherheit nach IEC 61508/61511 (SIL 1/2/3) U0600 Site 11