Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen

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1 Products Solutions Services Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen nach WHG Überfüllsicherung

2 2 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Gesetzliche Grundlagen: Wasserhaushaltsgesetz und AwSV 3 Gesetzliche Grundlagen: Wasserhaushaltsgesetz und AwSV Inhalt 3 Gesetzliche Grundlagen: Wasserhaushaltsgesetz und AwSV 6 Anforderungen an Überfüllsicherungen nach Wasserhaushaltsgesetz 9 Überfüllsicherungen jährlich wiederkehrend prüfen Liebe Leserinnen und Leser, das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) ist für nahezu jedes Unternehmen relevant wird doch überall mit wassergefährdenden Stoffen hantiert. Dabei geht ohne Fachbetrieb oft nichts sei es bei der Errichtung, der Instandsetzung oder beim Stilllegen von Anlagen. Auch die wiederkehrende Prüfung von gesamten Anlagen alle fünf Jahre und von Mess geräten jedes Jahr beschäftigt viele Betreiber. Hier ist der Wunsch nach mehr Effizienz und Wirtschaftlichkeit groß. Das sind nur zwei Beispiele von Themen, bei denen wir Ihnen als Partner für mehr Anlagensicherheit unter die Arme greifen können. So werden wir täglich von unseren Kunden mit interessanten Fragen rund um Überfüllsicherungen nach dem Wasserhaushaltsgesetz konfrontiert. Mit unserer über 20-jährigen Erfahrung als Fachbetrieb nach WHG konnten wir einen beachtlichen Erfahrungsschatz aufbauen. Die aus unserer Sicht zentralen Fragen haben wir für Sie gesammelt, beantwortet und möchten das angehäufte Wissen mit Ihnen teilen. Am Ende dieser Broschüre erwartet Sie noch ein Praxisbeispiel, in dem Sie das gesamte Sicherheitspaket von Endress+Hauser rund um Überfüllsicherungen wiederfinden. Kontaktieren Sie uns: marketing@de.endress.com Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen Welche Anforderungen an den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen ergeben sich aus dem Wasserhaushaltsgesetz? Die Anforderungen an den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen sind im Wesentlichen in den 62 und 63 des WHG geregelt. So müssen Anlagen zum Lagern, Abfüllen, Herstellen und Behandeln wassergefährdender Stoffe sowie Anlagen zum Verwenden wassergefährdender Stoffe so beschaffen sein und so errichtet, unterhalten, betrieben und stillgelegt werden, dass eine nachteilige Veränderung der Eigenschaften von Gewässern nicht zu befürchten ist. Welchen Zweck hat die Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV)? Auf Initiative einiger Bundesländer wurde die AwSV (Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen) als bundesweit einheitlicher Ersatz für die länderspezifische Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS) auf den Weg gebracht. Unterschiedliche Regelungen auf Ebene der Bundesländer haben den Umgang mit den Anforderungen an Überfüllsicherungen für Betreiber, Planer, Dienstleistern bis hin zu Herstellern sehr kompliziert gemacht. Beispiele hierfür sind abweichende Vorgaben zu Gefährdungsstufen, die Anlagen in Abhängigkeit von Wassergefährdungsklasse und Behältergröße gruppieren oder auch unterschiedliche Vorgaben zur Fachbetriebspflicht machen. Die Verordnung dient dem Schutz der Gewässer vor nachteiligen Veränderungen ihrer Eigenschaften durch Freisetzungen von wassergefährdenden Stoffen aus Anlagen, die mit diesen Stoffen umgehen. Diese Verordnung wird die bisherigen Landesverordnungen über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS) ablösen. Unterhalb der vorgegebenen Volumina ist weiterhin der Besorgnisgrundsatz zu beachten. Diese Anlagen unterliegen nach 40 der Anzeigepflicht bei den zuständigen Behörden, wenn nach 46 beispielsweise eine prüfpflichtige Anlage errichtet oder eine wesentliche Änderung vorgenommen wird. Wie werden wassergefährdende Stoffe definiert? In fast allen Branchen kommen wassergefährdende Stoffe zum Einsatz. Diese reichen von Ölen über Säuren bis hin zu Laugen. Insgesamt sind 8250 Stoffe als wassergefährdend eingestuft. Wassergefährdende Stoffe sind Flüssigkeiten, gasförmige oder feste Stoffe, die das Grundwasser nachhaltig schädigen können. Der Gesetzgeber teilt diese in Wassergefährdungsklassen ein (WGK 1 bis WGK 3). Diese bestimmen in Verbindung mit der Behältergröße die Gefährdungsstufen A-D. Wasserhaushaltsgesetz WHG Endress+Hauser 12 Endress+Hauser Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen 12 Modulares Sicherheitspaket nach WHG 13 Produkte 14 Dienstleistungen Stefan Menschel Bereichsleiter Marketing 16 Wir messen. Wir automatisieren. Ein Partner für alles 18 Praxisbeispiel: Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen im Kraftwerk Mehrum Weitere Informationen unter:

3 4 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Gesetzliche Grundlagen: Wasserhaushaltsgesetz und AwSV 5 Ermittlung der Gefährdungsstufen Wassergefährdungsklasse (WGK) ( 39 AwSV) Volumen in m³ oder Masse in t ,22 m³ oder 0,2 t Stufe A Stufe A Stufe A > 0,22 m³ oder 0,2 t 1 Stufe A Stufe A Stufe B > 1 10 Stufe A Stufe B Stufe C > Stufe A Stufe C Stufe D > Stufe B Stufe D Stufe D > 1000 Stufe C Stufe D Stufe D Was bedeutet Fachbetriebspflicht? Und woher wissen Anlagenbetreiber, ob eine Fachbetriebspflicht vorliegt? Wenn eine Anlage unter die Fachbetriebspflicht fällt, darf diese nur durch einen Fachbetrieb nach WHG von innen gereinigt, instand gesetzt sowie stillgelegt werden. Der Gesetzgeber teilt die wassergefährdenden Stoffe in Wassergefährdungsklassen 1-3 ein. Danach und nach der Behältergröße wird bestimmt, welcher Gefährdungsstufe die Anlage zuzuordnen ist. Fachbetriebspflicht besteht grundsätzlich für alle unterirdischen Anlagen, grundsätzlich für alle Anlagen der Gefährdungsstufen C und D, in Wasserschutzgebieten auch für alle Anlagen der Gefährdungsstufe B, für Heizölverbraucheranlagen der Gefährdungsstufen B, C und D (ab 100 Tonnen), für Biogasanlagen, für Umschlaganlagen des intermodalen Verkehrs (Container) und für Anlagen zum Umgang mit aufschwimmenden flüssigen Stoffen. Was müssen Planer beim Thema WHG berücksichtigen? In der Vergangenheit konnte man in einigen Landesverordnungen lesen, dass Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen so beschaffen sein und betrieben werden müssen, dass wassergefährdende Stoffe nicht austreten können. Die AwSV besagt, dass Anlagen so geplant und errichtet werden, beschaffen sein und betrieben werden müssen, dass wassergefährdende Stoffe nicht austreten können. So müssen Planer künftig durch Qualifikationsmaßnahmen dafür sorgen, dass sie Überfüllsicherungen qualifiziert planen können. Bei diesem Befähigungsnachweis muss es sich nicht zwingend um einen Fachbetriebsschein handeln. Auch der Nachweis über erfolgte Schulungen durch Gerätehersteller oder andere Prüforganisationen, wie beispielsweise den TÜV, kann als Nachweis herangezogen werden. Was ändert sich für Betreiber? Die AwSV zeigt einheitliche, erweiterte Regelungen zur Führung der Anlagendokumentation auf. Dabei handelt es sich um wesentliche Informationen über die Anlage: Aufbau und Abgrenzung der Anlage Eingesetzte Stoffe Bauart und Werkstoffe der Anlagenteile Sicherheitseinrichtungen und Schutzvorkehrungen Löschwasserrückhaltung Standsicherheit Weiterhin gibt es seit dem Inkrafttreten der AwSV die einheitliche Pflicht zur Vorhaltung einer Betriebsanweisung, die unter anderem einen Überwachungs-, Indstandhaltungs- und Notfallplan enthält. Das Bedienpersonal muss vor Aufnahme der Tätigkeit und dann regelmäßig, aber mindestens einmal im Jahr, hierzu unterwiesen werden. Wann fällt eine Anlage nicht unter die AwSV? Unter Berücksichtigung des im Wasserhaushaltsgesetz verankerten Besorgnisgrundsatzes sind folgende Anlagen von der AwSV ausgenommen: oberirdische Anlagen mit einem Volumen von weniger als 220 liter (flüssig) oder weniger als 200 kg gasförmiger oder fester Stoffe nicht ortsfeste und nicht ortsfest benutzte Anlagen Untergrundspeicher nach Bundesberggesetz Jauche-, Gülle- und Silagesickersaftanlagen (hier ist die Düngeverordnung zu beachten) Anlagen zum Lagern von festen gewerblichen Abfällen, denen wassergefährdende Stoffe anhaften (Volumen < 1,25 m³) Fotolia

4 6 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Anforderungen an Überfüllsicherungen nach Wasserhaushaltsgesetz 7 Anforderungen an Überfüllsicherungen nach Wasserhaushaltsgesetz Funktionsbeschreibung der Überfüllsicherung Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Was ist eine Überfüllsicherung? Unter dem Begriff Überfüllsicherungen sind alle zur Unterbrechung des Füllvorganges bzw. zur Auslösung des Alarms erforderlichen Anlagenteile zusammengefasst. Überfüllsicherungen sind im Sinne des WHG technische Sicherheitseinrichtungen, die das Überfüllen von Behältern zum Lagern wassergefährdender Flüssigkeiten sicher verhindern. Bei Überfüllsicherungen sind Zulassungen erforderlich, da sie im Sinne des WHG und der AwSV als technische Sicherheitseinrichtungen eingestuft sind. Aus diesem Grund muss ihre Eignung nachgewiesen werden. Nach den Zulassungsgrundsätzen für Überfüllsicherungen (ZG-ÜS) dürfen Überfüllsicherungen für ortsfeste und ortsfest verwendete Behälter beim Umgang mit wassergefährdenden Flüssigkeiten nur eingebaut und verwendet werden, wenn diese eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) haben. Die Geltungsdauer der Zulassung von fünf Jahren ist ausschließlich für das Inverkehrbringen von Bedeutung. Auch nach Ablauf der Geltungsdauer kann die Anlage weiter betrieben werden. Die vom DIBt geprüften und bescheinigten Anlagenteile der Überfüllsicherung müssen mit dem Zulassungskennzeichen ausgewiesen werden. Wann ist eine Überfüllsicherung gemäß AwSV vorgeschrieben? Gemäß 23 Abs. 2 der AwSV (Anforderungen an das Befüllen und Entleeren) ist bei Behältern (LAU Lagern, Abfüllen, Umschlagen) ab 1250 l eine Überfüllsicherung (zugelassen durch das DiBt) vorgeschrieben. Ist das Behältervolumen < 1250 l oder handelt es sich um eine HBV-Anlage (Herstellen, Behandeln, Verwenden) ist die Überfüllsicherung eine Empfehlung. Hier kann die Überfüllsicherung durch technische oder organisatorische Maßnahmen, die zu einem gleichwertigen Sicherheitsniveau führen, ersetzt werden. Wie sind Überfüllsicherungen in der Regel aufgebaut? Die Überfüllsicherung setzt sich aus zugelassenen und nicht zugelassenen Anlagenteilen zusammen. Der Standaufnehmer und der dazugehörige Messumformer für die Bereitstellung des binären Ausgangssignals (beim Standgrenzschalter) bzw. des füllstandproportionalen Ausgangssignals oder digitalen Bussignals (bei kontinuierlicher Standmesseinrichtung) müssen zugelassen sein. Die Trennung in zugelassene und nicht zugelassene Anlagenteile erfolgt bewusst an einer definierten Schnittstelle (Trennlinie), um den Anlagenbetreibern sinnvolle Freiräume zu ermöglichen und um den Prüf- und Zulassungsaufwand in einem praktikablen und überschaubaren Rahmen einzugrenzen. Die kaum zu praktizierende Alternative wäre die Zulassung der gesamten Überfüllsicherung. Das hätte zur Konsequenz, dass der Zulassungsinhaber Teile, die er nicht selbst herstellen kann oder will (z. B. Hupen, Lampen, Steuerungseinrichtungen und Stellglieder), in allen Varianten zukaufen und zulassen müsste. Die Unübersichtlichkeit der Zulassungen sowie die Rechtsunsicherheit in Bezug auf die Produktverantwortung waren u. a. die Gründe, warum in den Zulassungsgrundsätzen für Überfüllsicherungen (ZG-ÜS) die Trennung an der Schnittstelle beschlossen wurde. Einsatz eines kontinuierlichen Messgeräts als Überfüllsicherung: Das müssen Sie beachten Wird ein kontinuierliches Messgerät als Überfüllsicherung eingesetzt beispielsweise ein Levelflex FMP5x oder Micropilot FMR5x muss das Gerät WHG verriegelt werden. Durch Simulation am 4 20 ma Ausgang kann die wiederkehrende Prüfung mit einem geführten Prüfablauf ebenfalls ohne Ausbau oder Nass Anfahren erfolgen. Funktionsbeschreibung der Überfüllsicherung mit Standgrenzschalter: Der Standaufnehmer (1) erfasst die Standhöhe. Durch den Standaufnehmer oder durch den zugehörigen Messumformer (2) wird ein binäres Ausgangssignal oder digitales Bussignal gebildet, das bei Erreichen der Funktionsschema Standgrenzschalter 1 Standaufnehmer Messumformer L L 2 zulassungspflichtig Trennungslinie Signalverstärker 4 binäres Signal nicht zulassungspflichtig (muss den ZG-US entsprechen) Funktionsbeschreibung der Überfüllsicherung mit kontinuierlicher Standmesseinrichtung: Der Standaufnehmer (1) erfasst die Standhöhe. Sie wird im zugehörigen Messumformer (2) in ein proportionales Ausgangssignal umgeformt, z. B. in ein Einheitssignal, 4 20 ma, oder digital über eine geeignete Busschnittstelle. Dieses Signal wird einem Grenzsignalgeber (3) zugeführt, der es Funktionsschema kontinuierliche Standmesseinrichtung 1 Messumformer L Standaufnehmer L 2 proportionales Signal zulassungspflichtig Trennungslinie Grenzsignalgeber 3 Signalverstärker 4 binäres Signal nicht zulassungspflichtig (muss den ZG-US entsprechen) vorgegebenen Ansprechhöhe einen Schaltvorgang auslöst. Es wird direkt oder über einen Signalverstärker (4) (z. B. Schaltschütz, SPS, Prozessleitsystem) der Meldeeinrichtung (5a) bestehend aus Hupe und Lampe, oder der Steuerungseinrichtung (5b) mit Stellglied (5c) zugeführt. 5a 5b 5c 5a 5b 5c Meldeeinrichtung Steuerungseinrichtung Stellglied mit einstellbaren Grenzwerten vergleicht und ein binäres Ausgangssignal liefert. Es wird direkt oder über einen Signalverstärker (4) (z. B. Schaltschütz, SPS, Prozessleitsystem) der Meldeeinrichtung (5a), (bestehend aus Hupe und Lampe) oder der Steuerungseinrichtung (5b) mit Stellglied (5c) zugeführt. Meldeeinrichtung Steuerungseinrichtung Stellglied

5 8 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Überfüllsicherungen jährlich wiederkehrend prüfen 9 Welche Anforderungen an die Auslegung einer Überfüllsicherung gibt es? Überfüllsicherungen jährlich wiederkehrend prüfen Festlegung der Ansprechhöhe: Der Betreiber ist für die Festlegung des zulässigen Füllungsgrades im Behälter, der Ermittlung der Nachlaufmenge und der Festlegung der Ansprechhöhe für die Überfüllsicherung verantwortlich. Für die Festlegung der Ansprechhöhe der Überfüllsicherung sind die Einbau- und Einstellhinweise des Herstellers für den Standaufnehmer zu berücksichtigen (z. B. Eintauchtiefen von kapazitiven Sonden zur Festlegung der erforderlichen Standaufnehmerlänge beim Einbau von oben ). Bei nicht giftigen oder ätzenden Lagerflüssigkeiten kann bei einem mittleren kubischen Ausdehnungskoeffizienten (< 150 x 10-5 je Grad Celsius) folgende Vereinfachung für die Festlegung des zulässigen Füllungsgrades in Anspruch genommen werden: 95% bei oberirdischen Behältern mit weniger als 0,8 m Erdbedeckung; 97% bei unterirdischen Behältern mit mindestens 0,8 m Erdbedeckung. Einbau- und Betriebsrichtlinie für Überfüllsicherungen (ZG-ÜS): Überfüllsicherungen sind im Ruhestromprinzip oder mit anderen geeigneten Maßnahmen zur Fehlerüberwachung abzusichern. Bei Ausfall der Hilfsenergie (Über- bzw. Unterschreiten der Grenzwerte) oder bei Unterbrechung der Verbindungsleitungen zwischen den Teilen der Überfüllsicherung muss eine Störung gemeldet oder ein Höchstfüllstand angezeigt werden. Bei Verwendung genormter Einheitssignale 4 20 ma oder 2 10 V ist diese Forderung erfüllt. Werte unter 4 ma bzw. 2 V werden sicherheitsgerichtet gemeldet. Die nachgeschalteten Anlagenteile wie Signalverstärker, Meldeeinrichtung, Steuerungseinrichtung und Stellglieder sind ebenfalls nach dem Ruhestromprinzip abzusichern. Ist dies nicht möglich, muss die Funktionsfähigkeit leicht überprüfbar sein. Erstprüfung einer Anlage: Nachdem die Überfüllsicherung nach den Anhängen 1 und 2 der ZG-ÜS montiert und installiert ist, muss der ordnungsgemäße Einbau sowie die einwandfreie Funktion durch einen Sachkundigen des Fachbetriebes bzw. Betreibers überprüft werden. Bei Wechsel der Lagerflüssigkeit ist u. U. die Erstprüfung zu wiederholen. Der Betreiber ist dafür verantwortlich, dass bei der Erstprüfung die gesamte Überfüllsicherung auf sichere Funktion überprüft wird und die Maßgaben und Auflagen der Zulassungsgrundsätze eingehalten sind. Darüber hinaus sind die Ansprechhöhe der Überfüllsicherung, die Nachlaufmenge und der zulässige Füllungsgrad zu überprüfen. Die Dokumentation muss die wichtigsten Parameter wie beispielsweise Abgleichwerte, Schaltereinstellungen sowie das Ergebnis der Erstprüfung aufweisen. Die Erstprüfung ist Grundlage für die Funktionssicherheit sowie für die wiederkehrende Prüfung und ist deshalb mit der gebotenen Sorgfalt durchzuführen. Wiederkehrende Prüfungen sind Nachweise für die Funktions- und Betriebssicherheit der bei Überfüllsicherungen eingesetzten Anlagenteilen. Wie oft müssen sie durchgeführt werden? Die wiederkehrende Prüfung ist ein wesentlicher Bestandteil der Sicherheitsphilosophie von Überfüllsicherungen. Deshalb gilt für die wiederkehrende Prüfung: Mindestens einmal im Jahr und durch qualifiziertes Personal. Neben unterirdischen Anlagen müssen oberirdische Anlagen mit flüssigen wassergefährdenden Stoffen der Wassergefährdungsstufen C, D sowie innerhalb von Wasserschutzgebieten auch Stufe B von einem Fachbetrieb nach WHG von innen gereinigt, instand gesetzt sowie stillgelegt werden. Gleiches gilt unter anderem auch für Heizölverbraucheranlagen der Stufen B, C und D sowie Biogasanlagen. Welche Möglichkeiten zur wiederkehrenden Prüfung haben Betreiber? Nass Anfahren: Bei dieser Methode wird die Überfüllsicherung im Behälter durch Befüllen bis zur Ansprechhöhe zum Ansprechen gebracht. Es handelt sich dabei um eine Vorteile: +++ Nachteile: --- Test des gesamten Loops Integrierter Sensortest Prüfung durch Ausbau: Dies ist eine Ersatzprüfung, bei der die Sonde in der Regel ausgebaut und durch Eintauchen Vorteile: +++ Nachteile: --- Prüfung kann mit vergleichbarem Medium durchgeführt werden Nass Anfahren im Tank entfällt gängige Methode zur Erstinbetriebnahme, die jedoch im laufenden Betrieb nur mit erheblichem Aufwand möglich ist. Aufwand Durchführung bei kritischem Prozess in einen mit Lagermedium oder Ersatzmedium gefüllten Prüftopf zum Ansprechen gebracht wird. Aufwendiges Verfahren (personell, materiell, zeitlich) Gefährdungspotenzial für die durchführende Person Simulation der Grenzwerte: Laut der Zulassungsgrundsätze für Überfüllsicherungen (ZG-ÜS) des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) kann die Prüfung auch durch Simulation der Messwerte erfolgen, wenn funktionshemmende Fehler ausgeschlossen werden können. Betreiber nutzen die Methode bevorzugt aufgrund der Aufwandsreduzierung. Bei einigen kontinuierlichen Messsystemen ist dies durch Simulation am 4 20 ma-ausgang und bei einigen Grenzschaltern durch Unterbrechung oder Kurzschluss der Verbindungsleitung zwischen Sensor und Messumformer-Speisegerät möglich. Entscheidend ist der entsprechende Passus in der bauaufsichtlichen Zulassung des eingesetzten Messgerätes. Dort werden die für das Messgerät zugelassenen Prüfungsmethoden beschrieben und bescheinigt. istock - Charles Schug Vorteile: +++ Nachteile: --- Aufwandsreduzierung Risikominimierung Test des gesamten Loops Kein Funktionstest durch reale Füllstandänderung in den Bereich der Ansprechhöhe

6 10 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Überfüllsicherungen jährlich wiederkehrend prüfen 11 ojoimages4 - Fotolia.com Gibt es Möglichkeiten, die wiederkehrende Prüfung durch Simulation mit kontinuierlichen Messsystemen durchzuführen? Ja. Mit Heartbeat Technology kann die wiederkehrende Prüfung bei den Produktfamilien Micropilot und Levelflex durch Simulation am 4 20 ma Ausgang eines kontinuierlichen Füllstandmessgerät durchgeführt werden. Hierfür gibt es einen geführten Prüfablauf, der den Anwender Schritt für Schritt durch die Prüfung führt (Wizard): Der Füllstand wird unmittelbar unterhalb sowie oberhalb des definierten Grenzstandes (Ansprechhöhe) simuliert. Im Gegensatz zur Knopfdruckprüfung mit dem Liquiphant ist hier noch eine Plausibilitätsprüfung erforderlich: Die Ausgangsströme werden abgelesen, protokolliert und auf Richtigkeit bewertet. Die wiederkehrende Prüfung wird als bestanden bewertet, wenn der Ausgangsstrom unmittelbar unterhalb des Grenzwertes nicht, jedoch oberhalb des Wertes, zu einem Ansprechen der Sicherheitsfunktion, bestehend aus Alarmierungseinrichtung und Aktorik, geführt hat. Sie wird in einem automatisch generierten Protokoll als PDF dokumentiert. Haben Betreiber die Möglichkeit, Ihre Testintervalle zu verlängern? Im Einsatz als WHG-Überfüllsicherung oder zur WHG-Leckagedetektion kann die wiederkehrende Prüfung des Liquiphant FailSafe Typ FTL8x für bis zu 12 Jahre entfallen. Aufgrund der nachgewiesenen besonderen Zuverlässigkeit wurde dies in der bauaufsichtlichen Zulassung entsprechend bestätigt. Dies gilt nicht für die nachgeschalteten Anlagenteile. Diese sind nicht von der Prüfpflicht entbunden. Jedoch ist auch hier eine vereinfachte Prüfung per Knopfdruck am Liquiphant FailSafe im laufenden Betrieb möglich. Es liegt im Verantwortungsbereich des Betreibers, das Prüfintervall zu definieren. Die vereinfachte wiederkehrende Prüfung per Tastendruck ist im laufenden Betrieb möglich, also bei bedeckter Gabel (MIN), bzw. bei unbedeckter Gabel (MAX). FailSafe bedeutet beim Liquiphant Typ FTL8x einen durchgängig redundanten Aufbau sowie eine interne Selbstdiagnose, d. h. eine permanente Überprüfung der Signaleingänge, Stromausgänge, der Signalverarbeitung und der internen elektronischen Bauteile. Die Elektronik FEL 85 des Liquiphant FailSafe ist komplett zweikanalig aufgebaut und erkennt zufällige Ausfälle einzelner Komponenten. Bei jedem erkannten Fehler geht der Schaltausgang des Liquiphant FailSafe in den sicherheitsgerichteten Zustand. Liquiphant FailSaife FTL80 Ausschnitt aus dem geführten Prüfablauf der wiederkehrenden Prüfung: Hier Simulation des Füllstandes unterhalb des Grenzwerts Prüfbericht Mit einem automatisch generierten Prüfbericht werden Dokumentationsanforderungen an die wiederkehrende Prüfung erfüllt. Vorteile Nachgewiesene besondere Zuverlässigkeit durch internen redundanten Aufbau und permanente Selbstdiagnose Vereinfachte wiederkehrende Prüfung auch bei bedeckter Gabel Verzicht auf die wiederkehrende Prüfung für bis zu 12 Jahre (gilt nicht für nachgeschaltete Anlagenteile) Auswertegerät FTL825

7 12 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Endress+Hauser Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen 13 Endress+Hauser Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen Modulares Sicherheitspaket nach WHG Als Experte für Überfüllsicherungen nach WHG realisiert Endress+Hauser nach Bedarf eine Überfüllsicherung inklusive Planung, Tankauslegung, Instrumentierung und Automatisierung. Darüber hinaus führen die People for Process Automation auch Dienstleistungen wie Inbetriebnahmen von WHG-Messstellen, wiederkehrende Prüfungen inkl. vollumfänglicher Dokumentation sowie Beratungsdienstleistungen zum Thema aus. Stellen Sie sich Ihr Sicherheitspaket nach Ihren Bedürfnissen zusammen Produkte Wiederkehrende Prüfung und Wartung Inbetriebnahme nach WHG Schulungen und Fachseminare WHG Schaltschrankbau und Engineering WHG Beratung Instrumentierung Datenerfassung, Berechnung und Auslegung Welche Empfehlung hinsichtlich der Geräteauswahl für Überfüllsicherungen gibt es von Endress+Hauser? Empfehlung ist, einen Liquiphant als Not-Aus (Überfüllsicherung) einzusetzen und separat ein kontinuierliches Füllstandsmessgerät zur Prozesssteuerung zu verwenden. Wichtig ist, dass die Überfüllsicherung (Sensor+Messumformer) eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des DIBt besitzt. Die wiederkehrende Prüfung ohne Ausbau oder Nass Anfahren ist nur dann zugelassen, wenn gemäß der Zulassungsgrundsätze für Überfüllsicherungen funktionshemmende Fehler ausgeschlossen werden können. Daher muss die Prüfung per Knopfdruck (z. B. am FTL325P) in der bauaufsichtlichen Zulassung explizit beschrieben sein. Die Vorteile des Vibrationsgrenzschalters Liquiphant beim Einsatz als Überfüllsicherung FTL50 + FEL 57 Elektronik Vorteile Verlassen Sie sich beim Thema Überfüllschutz auf die Experten mit über 20 Jahren Erfahrung als Fachbetrieb nach WHG Nutzen Sie Sensorik mit hervorragenden Sicherheitskennwerten Dezentrale Organisation und einen lokalen Ansprechpartner Wir liefern das gesamte Sicherheitspaket: Von der Auslegung über die Inbetriebnahme bis hin zur jährlich wiederkehrenden Prüfung Keinen Einfluss auf die Funktionen haben: Wechselnde Lagerflüssigkeiten Feststoffanteile Ansatz oder Belagbildung Auskristallisierung des Mediums Variierende Dichte Schaum Luftblasen Wechselnde Dielektrizitätskonstante Druck- und Temperaturänderung Turbulenzen Der Liquiphant verfügt über eine permanente Korrosionsüberwachung. Nivotester FTL325P

8 14 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Endress+Hauser Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen 15 Dienstleistungen Mit dem Fachbetrieb als Partner auf der sicheren Seite Als Fachbetrieb nach WHG mit über 20 Jahren Erfahrung kann Endress+Hauser Sie bei der zweckmäßigen Planung, fachgerechten technischen Ausführung und wirtschaftlichen Instandhaltung Ihrer Anlage unterstützen. Wir bieten Ihnen hierzu Dienstleistungen von Anfang an: Datenerfassung, Berechnung und Auslegung: Für die Planung einer Überfüllsicherung (oder Überprüfung bestehender Überfüllsicherungen) bieten wir Ihnen die Datenerfassung. Hierbei werden relevanten Daten für die Berechnung der Ansprechhöhe und die Auslegung der Überfüllsicherung vor Ort überprüft und erfasst. Anschließend können wir Sie bei der Berechnung des Schaltpunktes mit einem softwaregestützten Berechnungstool unterstützen. Wir wählen dann mit Ihnen das geeignete Messprinzip und legen dieses aus. So ist gewährleistet, dass Ihre Anlage die aktuellen Anforderungen nach WHG und AwSV erfüllt. Inbetriebnahme nach WHG: Bei der Inbetriebnahme einer Überfüllsicherung nach WHG können wir Sie ebenfalls unterstützen. Nach der Montage und dem Anschluss des Geräts (und bei Wechsel der Lagerflüssigkeiten) muss, bei Fachbetriebspflicht, durch einen Sachkundigen eine Prüfung auf ordnungsgemäßen Einbau und einwandfreie Funktion durchgeführt werden. Hierbei überprüft ein speziell geschulter WHG Servicetechniker das eingebaute und angeschlossene Gerät auf Schaltkontakte, Funktion und mögliche Optimierungen. Anschließend wird eine Dokumentation mit Bestätigung über die ordnungsgemäße Funktion des Gerätes und Testprotokollen erstellt. Somit erfüllen Sie auch die Anforderung der AwSV nach Dokumentation. Wiederkehrende Prüfung und Wartung: Im Rahmen von Instandhaltungsmaßnahmen bieten wir Ihnen verschiedene Wartungsangebote und die wiederkehrende Prüfung einschließlich geforderter Dokumentation für die Überwachungsstelle (z. B. TÜV, ÜCHEM usw.), angepasst an Ihren Bedarf. Im Rahmen unserer Wartungsservices bieten wir als Teil von Wartungsvereinbarungen auch einen Erinnerungsservice bis hin zu ganzen Instandhaltungsmanagement an, je nachdem, wie viel Unterstützung Sie wünschen. Außerdem können wir für Sie die mindestens einmal jährlich vorgeschriebene wiederkehrende Prüfung durchführen. Hierzu unterstützen wir Sie bei der Festlegung eines geeigneten Prüfverfahrens (Nassanfahren, Prüfung durch Ausbau oder Simulation der Grenzwerte), angepasst an Ihren Bedarf und Prozess. Mit der Dokumentation erfüllen Sie auch die Anforderung der AwSV nach Nachweisen der wiederkehrenden Prüfung. Site Survey: Sollten Sie sich einmal nicht so sicher sein, ob Ihre Anlage und bestehende Überfüllsicherungen allen aktuellen Anforderungen nach WHG und der AwSV entsprechen, bieten wir Ihnen mit dem Site Survey einen Beratungsservice an. Hier kommt ein speziell ausgebildeter WHG Servicetechniker für einen Tag zu Ihnen, um Ihnen bei einer gemeinsamen Anlagenbegehung einen objektiven Eindruck über die Erfüllung der Anforderungen an Überfüllsicherungen nach der aktuellen Verordnung zu verschaffen. Dieser Service schließt auch eine beispielhafte Auslegung einer Messstelle mit ein, sowie ein Telefontermin mit einem Experten aus unserer Technischen Sicherheit bei weitergehenden Fragen. Schulungen und Fachseminare: Mit unserem umfangreichen Schulungsangebot für Fachkräfte unterstützen wir Sie dabei, Fachkompetenz bei Ihren Mitarbeitern und auch bei Planern rund um das Thema WHG aufzubauen. Unsere Schulungen und Seminare können ganz nach Ihrem Bedarf zusammengestellt werden und bei Ihnen im Haus, einer Endress+Hauser Niederlassung oder einem spezialisierten Training Center stattfinden. Wenn Sie sich mit Fachseminaren oder Workshops zu Themen wie WHG, Anlagensicherheit, SIL, Explosionsschutz oder Messtechnik weiterbilden wollen, sind Sie bei uns richtig. Das bietet Ihnen Endress+Hauser Von der Auslegung und Planung der Überfüllsicherung der Berechnung der Ansprechhöhe nach gesetzlichen Vorschriften mit eigenem Tool der Wahl der geeigneten Messtechnik dem Engineering der gesamten Anlage dem Schaltschrankbau der Inbetriebnahme vor Ort der Schulung Ihrer Mitarbeitenden bis zur wiederkehrenden Prüfung nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG)

9 16 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Wir messen. Wir automatisieren. Ein Partner für alles 17 Ein Partner für alles Leistungen rund um Ihr Automatisierungsprojekt Projektmanagement Wartung, Service und Schulung EMSR Beratung EMSR-Technik, Engineering und Services Endress+Hauser realisiert Ihre Automatisierungsprojekte über den gesamten Lebenszyklus Ihrer Anlage. Wir bieten eine umfassende Beratung, durchdachtes Engineering und eine herstellerunabhängige Integration. Wir nehmen Ihre Anlage in Betrieb, sorgen für Kalibrierung und Wartung und schulen Ihre Mitarbeiter. Erfahren Sie, wie Sie Schnittstellen optimieren und so Zeitaufwand, Kosten und Risiken in Ihrem Automatisierungsprojekt minimieren können. Optimiertes Projektmanagement ermöglicht die einheitliche Planung und Steuerung der Projektressourcen und Termine sowie die Überwachung der Kosten. Durch eine klar definierte, standardisierte Kommunikation wird die zuverlässige und effiziente Zusammenarbeit zwischen allen am Projekt beteiligten Bereichen gewährleistet. Ebenso besteht die Möglichkeit, GMP relevante Life Science Projekte des GAMP5 Leitfadens durch unser geschultes Personal abwickeln zu lassen. Unsere Projektmanager führen Ihre Projekte innerhalb der vereinbarten Qualitäts-, Zeit- und Kostenanforderungen durch. Dazu zählt auch die Organisation aller internen und externen Ressourcen. Als Main Automation Vendor (MAV) liefern wir schlüsselfertige Hard- und Softwarelösungen und übernehmen die volle Verantwortung für Design, Technologie und Herstellung. Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen Füllstand kontinuierlich messen Schaltschrank Überfüllsicherung Quittiertaste Computer Montage und Inbetriebnahme Detail Engineering Basic Engineering Ihre Vorteile Ein Partner für den gesamten Lebenszyklus Ihrer Anlage Langjährige Engineering-Kompetenz Großes Know-how bei der Messgeräteintegration Sicherheit und Stabilität eines finanziell unabhängigen Familienunternehmens Füllstand Sensor Alarm Ventil Alarmsignalisierung im Feld Pumpe Wir messen. Wir automatisieren.

10 18 Anlagensicherheit in der Prozessindustrie Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen im Kraftwerk Mehrum 19 Sicherheitspaket für Überfüllsicherungen im Kraftwerk Mehrum Ein Praxisbeispiel Als Fachbetrieb nach WHG hat Endress+Hauser eine maßgeschneiderte Automatisierungslösung für Überfüllsicherungen im Kraftwerk Mehrum realisiert. In einem Steinkohlekraftwerk wird durch Verbrennen der Kohle Wasser verdampft. Der Dampf lässt die Turbine rotieren, wobei die Bewegungsenergie im Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Der Dampf wird wieder kondensiert und gelangt dann in den Kreislauf zurück. Das Wasser aus dem Dampfkreislauf und das Abwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) sind kontaminiert und müssen vor der erneuten Verwendung mithilfe von wassergefährdenden Stoffen aufbereitet werden, in der REA ist dies beispielsweise ein als wassergefährdend eingestuftes Salz. Die eingesetzten Chemikalien sowohl in der Speisewasseraufbereitung als auch in der REA sind also gemäß dem WHG wassergefährdend. Um das Überlaufen der Flüssigkeiten zuverlässig zu vermeiden, hat das Kraftwerk Mehrum Endress+Hauser beauftragt, eine intelligente Überfüllsicherung für insgesamt sieben Lagertanks in der Anlage zu projektieren. Das Endress+Hauser Sicherheitspaket 1. Auslegung Zunächst galt es, die Überfüllsicherung korrekt auszulegen. Hierzu nutzte ein WHG Servicetechniker das Berechnungstool für Überfüllsicherungen von Endress+Hauser, das die Berechnung nach der Eingabe verschiedener Tankparameter automatisch durchführt. Auf Basis der Vorgaben des Deutschen Instituts für Bautechnik wird die Ansprechhöhe des Grenzschalters, die Nachlaufmenge und daraus resultierend der maximale Befüllungsgrad sowie die ideale Sensorlänge zuverlässig berechnet. Durch die Ausnutzung der gesamten Lagerkapazität und einer genauen Auslegung gehen Effizienz und Sicherheit hier Hand in Hand. 2. Instrumentierung An jedem Lagerbehälter überwacht nun ein Vibrations-Grenzschalter Liquiphant FTL51 den Füllstand. Die Schwinggabel wird piezoelektrisch angeregt. Beim Eintauchen in Flüssigkeit verschiebt sich die Resonanzfrequenz. Die Elektronik registriert diese Verschiebung, wertet sie aus und setzt sie in ein Schaltsignal um. Um Korrosion zu vermeiden, ist die Schwinggabel für säureoder laugenhaltige Prozessmedien mit ECTFE beschichtet. Die Funktion des Liquiphant kann mit der Auswerteeinheit Nivotester FTL325P einfach und bequem aus dem Schaltschrank überprüft werden. 3. Automatisierung Vor Ort hat Endress+Hauser einen Schaltschrank für Signalverarbeitung, Energieversorgung und Alarmierung installiert. Erreicht der Füllstand im Tank die vordefinierte Ansprechhöhe, sendet der Grenzschalter ein Signal. Dieses wird über die Steuerung an die Meldeeinrichtung bestehend aus Hupe und Lampe weitergegeben. Ton oder Signalleuchte signalisieren den Mitarbeitern, dass der Befüllvorgang gestoppt werden muss. Wiederkehrende Prüfung nach WHG einfach und effizient per Tastendruck Um die Funktion des Liquiphant jährlich im Rahmen der wiederkehrenden Prüfung testen zu können, wird der Grenzschalter im Kraftwerk Mehrum in Kombination mit der Auswerteeinheit Nivotester FTL325P eingesetzt. Bei der Prüfung per Knopfdruck werden der elektrische Sicherheitspfad und nachfolgende Anlagenteile überprüft. Der Prüfzyklus ist nach circa 45 Sekunden abgeschlossen. Liegen keine Störungen vor, geht das System nach der Prüfung wieder in den normalen Betrieb über. Diese vereinfachte Art der Prüfung wird bevorzugt für Überfüllsicherungen nach dem Wasserhaushaltsgesetz eingesetzt. Schließlich minimiert sie den Aufwand für eine Überprüfung des Grenzschalters, senkt die Kosten und erhöht die Anlagenverfügbarkeit durch reduzierte Stillstände. Da das Kraftwerk Mehrum selbst kein Fachbetrieb nach WHG ist, wird die jährliche wiederkehrende Prüfung nach Wasserhaushaltsgesetz von nach WHG ausgebildeten Endress+Hauser Servicetechnikern durchgeführt. Fazit des Kunden Uns hat überzeugt, dass wir von Endress+Hauser die Überfüllsicherung aus einer Hand bekommen haben von der Auslegung über die Instrumentierung sowie Automatisierung bis hin zu Inbetriebnahme und wiederkehrenden Prüfung nach WHG, erklärt Wolfang Gödecke. Ansicht des Tanklagers der wassergefährdenden Stoffe. Herzstück der Überfüllsicherung: Schaltschrank mit Automatisierungskomponenten Uns hat überzeugt, dass wir von Endress+Hauser die Überfüllsicherung aus einer Hand bekommen haben von der Auslegung über die Instrumentierung sowie Automatisierung bis hin zu Inbetriebnahme und wiederkehrenden Prüfung nach WHG. Wolfgang Gödecke Werkstattleiter Leittechnik Kraftwerk Mehrum Klein und zuverlässig: Vibrations-Grenzschalter Liquiphant FTL51 überwacht den Füllstand

11 Deutschland Vertrieb Service Technische Büros Österreich Schweiz Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG Colmarer Straße Weil am Rhein Fax 0800 EHFAXEN Fax Beratung Information Auftrag Bestellung Tel 0800 EHVERTRIEB Tel info@de.endress.com Technischer Support Vor-Ort-Service Ersatzteile/Reparatur Kalibrierung Tel 0800 EHSERVICE Tel service@de.endress.com Hamburg Berlin Hannover Ratingen Frankfurt Stuttgart München Endress+Hauser GmbH Lehnergasse Wien Tel Fax info@at.endress.com Endress+Hauser (Schweiz) AG Kägenstraße Reinach Tel Fax info@ch.endress.com CP01072Z/11/DE/