Explosionsschutz in Biogasanlagen

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1 Explosionsschutz in Biogasanlagen Erfahrungsbericht eines Sachverständigen nach 29a BImSchG 1

2 Inhalt: Einleitung Biogas und Biogasanlage Gesetze, Verordnungen, Techn. Regeln Prüfungen durch Sachverständige Erfahrungen aus durchgeführten Prüfungen 2

3 Was ist Biogas? Methan (CH 4 ) Kohlen- dioxid (CO 2 ) Sonstige H 2 S, NH 3, O 2 65% 33% 2% 3

4 Woraus entsteht Biogas? Biogas entsteht aus organischen Substanzen Gülle, Pflanzenreste, organische Reststoffe Biogas entsteht unter anaeroben Bedingungen unter Ausschluss von Sauerstoff 4

5 Explosionsgefahr Biogas Untere Explosionsgrenze 6 Vol.-% Obere Explosionsgrenze 12 Vol.-% Methan Untere Explosionsgrenze 4,4 Vol.-% Obere Explosionsgrenze 16,5 Vol.-% 5

6 Hydrolyse Aminosäuren Zucker Substrate Proteine, Kohlenhydrate, Fette Fettsäuren Fermentative Bakterien Säurebildung Essigsäurebildung Organische Säuren Alkohole Fermentative Bakterien Acetogene Bakterien Methanbildung Essigsäure H 2 CO 2 Methanogene Bakterien Methan (CH 4 ) 6

7 7

8 Gesetze - Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) - GPSG Geräte- und Produktsicherheitsgesetz - Chemikaliengesetz - Wasserhaushaltsgesetz 8

9 Genehmigung nach 4 Bundes- Immissionschutzgesetz (BImSchG) Fermenter - Anlage zur biologischen Behandlung von überwachungsbedürftigen Abfällen, z. B nach Nr. 8.6 a) Spalte 2 der 4. BImSchV BHKW Verbrennungsmotorenanlage zur Erzeugung von Strom, Dampf.., z. B. Nr. 1.4 b) Spalte 2 der 4. BImSchV 9

10 GPSG Geräte- und Produktsicherheitsgesetz - Explosionsschutzverordnung - ExVO - EG-Maschinenrichtlinie - Betriebssicherheitsverordnung - BetrSichV - BGR Explosionsschutz-Regeln - Sicherheitsregeln für landwirtschaftliche Biogasanlagen, Stand

11 Prüfungen durch Sachverständige nach 29a BImSchG: Prüfung der Antragsunterlagen Prüfung der Biogasanlage vor Inbetriebnahme und nach wesentlichen Änderungen 11

12 Mängel im Zuge des Antragsverfahrens: Explosionsschutzdokument fehlt oder ist unzureichend Ex-Zonenplan fehlt Keine Zoneneinteilung Falsche Zoneneinteilung Elektrische und mechanische Betriebsmittel innerhalb der Ex-Zonen sind nicht klassifiziert 12

13 Inhaltsverzeichnis eines Explosionsschutzdokumentes 6 Gefährdungsbeurteilung Betriebsbeschreibung Gefährdungsbeurteilung Explosionszonen, allgemein Zoneneinteilung der Biogasanlage Ex- Zonenplan Zündquellen 12 7 Explosionsschutzmaßnahmen (Schutzkonzept der Biogasanlage) Technische und konstruktive Schutzmaßnahmen Maßnahmen zur Verhinderung/Einschränkung der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre Maßnahmen zur Verminderung wirksamer Zündquellen Brandschutz Organisatorische Maßnahmen 28 8 Mitgeltende Vorschriften und Regelwerke 30 13

14 14

15 Mängel bei der Prüfung von Biogasanlagen vor Inbetriebnahme und nach wesentlichen Änderungen 15

16 Mängel an Biogasanlagen Gefahrloses Ableiten von Biogas aus einer Überdrucksicherung 16

17 Mängel an Biogasanlagen Demontierte Über- und Unterdrucksicherung an einem Fermenter 17

18 Mängel an Biogasanlagen Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen 18

19 Mängel an Biogasanlagen Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen 19

20 Mängel an Biogasanlagen Ex-Zonen Kondensatschacht: Innen Zone 1 Außen Zone 2 20

21 Mängel an Biogasanlagen Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen: Tauchpumpe im Kondensatschacht Zone 1 21

22 Mängel an Biogasanlagen Nur eine Schnellschlussarmatur vor dem Gasmotor; 2 Armaturen sind notwendig Flammendurchschlagsicherung fehlt 22

23 Biogasanlagen: Stand der Technik Gassicherheitsstrecke vor einem Gasmotor: 2 Schnellschlussarmaturen Dichtheitskontrolle Flammensperre 23

24 Mängel an Biogasanlagen Fehlender äußerer Blitzschutz 24

25 Biogasanlagen: Stand der Technik Äußerer Blitzschutz Innerer Blitzschutz 25

26 Warum Explosionsschutzmaßnahmen? Während der Mittagspause kam es aus zunächst ungeklärter Ursache zu einer heftigen Explosion 26

27 Warum Explosionsschutzmaßnahmen? Durch die Explosion und den anschließenden Folgebrand wurde das Maschinenhaus mit den beiden Gasmotoren, die der Stromerzeugung dienten, total zerstört. 27

28 Fazit Um derartige Unfälle zu vermeiden: Erstellung eines Explosionsschutzdokumentes unter Beteiligung des Betreibers, des Anlagenerrichters, der Behörden und des Sachverständigen nach 29a BImSchG bereits im Zuge der Planung 28

29 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 29