biogasanlagen – sicherheitstechnische anforderungen€¦ · 3 fachverband biogas e.v....
TRANSCRIPT
1
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Dipl. – Ing. Andrea PattenFachverband Biogas e. V.
www.biogas.org
Biogasanlagen –Sicherheitstechnische
Anforderungen
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
www.biogas.org
Inhalt
Überarbeitungsbedarf der Sicherheitsregeln
Kurzer rechtlicher Überblick
Die Sicherheitsregeln für landwirtschaftliche Biogasanlagen
2
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Arbeitsschutzgesetz
Arbeitsstättenverordnung
Biostoffverordnung
Betriebssicherheitsverordnung
Baustellenverordnung
GPSG mit Verordnungen
Gefahrstoffverordnung
Relevante Vorschriften
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Relevante Vorschriften
• Das GPSG gilt für das Inverkehrbringen und Ausstellen von Produkten im Rahmen einer wirtschaftlichen Unternehmung.
• Es gilt ebenso für gebrauchte Produkte (außer Antiquitäten und Produkten, die vor einer Verwendung instandgesetzt werden müssen).
Das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz
(GPSG)
3
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Relevante Vorschriften
Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der
Bereitstellung von Arbeitsmitteln und derenBenutzung bei der Arbeit, über Sicherheit
beim Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagenund über die Organisation des betrieblichen
Arbeitsschutzes
Betriebssicherheitsverordnung BetrSichV
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Relevante Vorschriften
Es gibt verschiedene Verordnungen (GPSGV) die durch das GPSG umgesetzt werden. Z. B.
1. GPSGV Verordnung über das Inverkehrbringen elektrischer Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungs-grenzen
9. GPSGV Maschinenverordnung
11. GPSGV Explosionsschutzverordnung
Das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz
(GPSG)
4
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Relevante Vorschriften
Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz auf Baustellen
(Baustellenverordnung – BaustellV)
§ 3 Koordinierung(1) Für Baustellen, auf denen Beschäftigte mehrerer Arbeitgeber tätig werden, sind ein oder mehrere geeignete Koordinatoren zu bestellen. Der Bauherr oder der von ihm nach § 4 beauftragte Dritte kann die
Aufgaben des Koordinators selbst wahrnehmen.
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Relevante Vorschriften
Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung – GefStoffV)
§ 9Grundmaßnahmen zum Schutz der Beschäftigten (Schutzstufe 2)
(1) Der Arbeitgeber hat dafür zu sorgen, dass die durch einen Gefahrstoff bedingte Gefährdung der Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigtenbei der Arbeit durch die in der Gefährdungsbeurteilung festgelegten Maßnahmen beseitigt oder auf ein Mindestmaß verringert wird. Um dieser Verpflichtung nachzukommen, hat der Arbeitgeber bevorzugteine Substitution durchzuführen. Insbesondere hat er Tätigkeiten mit
Gefahrstoffen zu vermeiden oder Gefahrstoffe durch Stoffe, Zubereitungen oder Erzeugnisse oder Verfahren zu ersetzen, die unter
den jeweiligen Verwendungsbedingungen für die Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten nicht oder weniger gefährlich sind.
Der Verzicht auf eine mögliche Substitution ist in der Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung zu begründen.
5
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Relevante Unfallverhütungsvorschriften der Landwirtschaftlichen Berufsgenossenschaft
VSG 1.2 Sicherheitstechnische und arbeitsmedizinische
Betreuung und spezielle arbeits-medizinische Vorsorge bei
besonderer Gesundheitsgefährdung am Arbeitsplatz (LUV-Modell)
VSG 2.1 Arbeitsstätten, baul. Anlagen und Einrichtungen
VSG 2.2 Lagerstätten
VSG 2.8 Güllelagerung und Gruben, Kanäle und Brunnen
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
www.biogas.org
Umsetzung der rechtlichen
Regelwerke für Biogasanlagen
6
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Komplexität der Anlagentechnik
Q
Q
T
kWh
h
kWh
h
Stromnetz
BHKW - 2
Fermenter 1
Wohnhaus Heutrocknung
60 m³
CH4
O2
HS2
m
Gasfackel
Quelle: BiogashandbuchBayern 2005
Hygienisierung
NG Endlager
BHKW - 1
Allgemeine Merkmale verschiedener Verfahrensvarianten
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Erläutern und konkretisieren der Anforderungen an Errichtung und Betrieb
landwirtschaftlicher Biogasanlagen.
Behandelte Themen:
- Gefahren von Biogas
- Brandschutz
- Hinweise zur Gestaltung von baulichen und technischen
Einrichtungen (z. B. Befüllöffnungen, Gaslagerung)
- Explosionsschutz (EX-Zonen 0,1,2)
- Musterprüfprotokolle
- Musterbetriebsanleitungen
- Hinweis auf weitere Vorschriften und RegelwerkeQuelle: Maciejczyk, FVB
Inhalte / Sicherheitsregeln
7
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Eigenschafen von Biogas
Quelle: Sicherheitsregeln für landw. Biogasanlagen (2002)
Gasstrecke/Sicherheitstechnik
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
- stark toxisch für den Menschen, greift Schleimhäute der Augen
und Atemwege an.
- korrosive Wirkung an allen Teilen die in Kontakt mit H2S kommen
- besonders empfindlich reagieren BHKW
=> Versäuerung der Motoröle ( Ölwechsel)
=> Motoröl verliert Schmiereigenschaften
- Schädigung der Oxidationskatalysatoren des BHKW.
H2S-Konzentration Betriebseinschränkung Ölwechselintervalle< 250 ppm uneingeschränkt 800 - 1000 bh
250 - 450 ppm erhöhter Wartungaufwand 400 - 500 bh> 450 ppm hoher Wartungsaufwand max. 300 bh
Quelle: Köhler & Ziegler; EBA-Zentrum Triesdorf
Gasstrecke/Sicherheitstechnik
Negative Auswirkungen von Schwefelwasserstoff
8
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Erläutern und konkretisieren der Anforderungen an Errichtung und Betrieb
landwirtschaftlicher Biogasanlagen.
Behandelte Themen:
- Gefahren von Biogas
- Brandschutz
- Hinweise zur Gestaltung von baulichen und technischen
Einrichtungen (z. B. Befüllöffnungen, Gaslagerung)
- Explosionsschutz (EX-Zonen 0,1,2)
- Musterprüfprotokolle
- Musterbetriebsanleitungen
- Hinweis auf weitere Vorschriften und RegelwerkeQuelle: Maciejczyk, FVB
Inhalte / Sicherheitsregeln
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Schutzabstände [a]
Es wird in drei Gaslager unterschieden:Oberirdische, feste GaslagerUnterirdische und erdgedeckte GaslagerBallon- und Kissenspeicher sowie Folienspeicher über Güllelager oder Gärbehälter
Bereiche um Gasspeicher zum Schutz des Gasspeichers und dessen Ausrüstung.
9
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Beispiel:
Schutzabstände [a]
Ballon- und Kissenspeicher sowie Folienspeicher über Güllelager oder Gärbehälter
Schutzabstände:
MaximalesGasvolumenin m3 je Behälter
bis 300 über 300bis 1500
über 1500bis 5000
über5000
Schutzabstand [a]in m 4,5 10 15 20
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Schutzabstände [a]
Beispiel 1: keine Schutzwand
Biogasspeicher
Gebäude
a
Beispiel 2: a = a1 + a2 Schutzwand zw. Speicher u. Gebäude
Biogasspeicher
Gebäude
a1
a2 Schutzwand
Beispiel 3: Schutzwand an der Gebäudehülle
Biogasspeicher
Gebäude
aSchutzwand
10
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Kennzeichnung der Bereiche in denen Schutzabstände einzuhalten sind.
BiogasanlageExplosionsgefahr
Feuer und Rauchenim Umkreis von * m
verboten*Meterangabe gemäßSchutzbereichtabellen
BiogasanlageExplosionsgefahr
Feuer und Rauchenim Umkreis von * m
verboten*Meterangabe gemäßSchutzbereichtabellen
Kennzeichnung entsprechend VSG 1.5
P 06: Zutritt für Unbefugte
verboten
P 02: Feuer, offenes Licht und Rauchen
verboten
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Erläutern und konkretisieren der Anforderungen an Errichtung und Betrieb
landwirtschaftlicher Biogasanlagen.
Behandelte Themen:
- Gefahren von Biogas
- Brandschutz
- Hinweise zur Gestaltung von baulichen und technischen
Einrichtungen (z. B. Befüllöffnungen, Gaslagerung)
- Explosionsschutz (EX-Zonen 0,1,2)
- Musterprüfprotokolle
- Musterbetriebsanleitungen
- Hinweis auf weitere Vorschriften und RegelwerkeQuelle: Maciejczyk, FVB
Inhalte / Sicherheitsregeln
11
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
- Gasleitungen – Teil 1:
Gasführende Leitungen sind entsprechend den allgemein anerkannten
Regeln der Technik auszuführen. Die fachgerechte Herstellung und die
Dichtigkeit ist nachzuweisen, z. B. durch Herstellerbescheinigung.
Gasrohrleitungen müssen medien- und korrosionsbeständig sein.
Beständig bei Biogas sind z.B. Rohre aus Stahl, Edelstahl, Polyehtylen
(PE-HD) und PVC-U.
Generell sind Rohrleitungen aus Stahlrohr zu verwenden.
Kunststoffrohrleitungen können außerhalb von geschlossenen Räumen,
wie Gebäuden, Gebäudeteilen oder Containern, bei Verlegung unter
Erdgleiche generell und über Erdgleiche, als Anschlussleitung des
Folienspeichers und als Anschlussleitung des Fermenters, verwendet
werden.Quelle: Maciejczyk, FVB; Sicherheitsregeln Biogas
Gasleitungen
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Quelle: Maciejczyk, FVB; Sicherheitsregeln Biogas
- Gasleitungen – Teil 2:
Kunststoffrohrleitungen sind vor mechanischen und thermischen
Beschädigungen zu schützen. Von sich aus nicht längskraftschlüssige
Steckmuffenverbindungen sind entsprechend der vorkommenden
Drücke gegen Schub zu sichern. Die Rohrleitungsverbindungen müssen
längskraftschlüssig sein.
Mechanische Beschädigungen durch Setzungen (z. B. bei
Wanddurchführungen) sind durch geeignete Durchführungen und
entsprechende Anschlüsse zu vermeiden.
Frostsicherheit beachten!
Gasleitungen
12
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Nenndruckstufe
10 bar
Bezeichnung
Gasleitung PVC - U
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
• Nach Norm DIN 2403• Fließrichtung• Durchflussstoff (Biogas)• Markierfarbe gelb
Kennzeichnung
13
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Anforderungen an Gasspeicherfolienmaterial
Reisfestigkeit: mind. 500 N/5 cm oderZugfestigkeit: mind. 250 N/5 cmGasdurchlässigkeit bezogen auf Methan: < = 1000 cm3/m2 x d x barTemperaturbeständigkeit von- 30 °C bis + 50 °C
Gasspeicher sind vor Inbetriebnahme auf Dichtheit zu prüfen!Gasspeicher sind vor Inbetriebnahme auf Dichtheit zu prüfen!
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
EPDM-Folienhaube:
Foliendach:
Tragluftfoliendach:
Quelle: Maciejczyk, FVB
Gasspeicher
14
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Erläutern und konkretisieren der Anforderungen an Errichtung und Betrieb
landwirtschaftlicher Biogasanlagen.
Behandelte Themen:
- Gefahren von Biogas
- Brandschutz
- Hinweise zur Gestaltung von baulichen und technischen
Einrichtungen (z. B. Befüllöffnungen, Gaslagerung)
- Explosionsschutz (EX-Zonen 0,1,2)
- Musterprüfprotokolle
- Musterbetriebsanleitungen
- Hinweis auf weitere Vorschriften und RegelwerkeQuelle: Maciejczyk, FVB
Inhalte / Sicherheitsregeln
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Explosionsgefährdete Bereiche, Ex-Zoneneinteilung
Zone 0Um fasst Bereiche, in denen eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von Luft und Gasen, Dämpfen oder Nebeln besteht, ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist.
Zone 1Umfasst Bereiche, in denen bei Normalbetrieb damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von Luft und Gasen, Dämpfen oder Nebeln gelegentlich auftritt.
Zone 2Umfasst Bereiche, in denen bei Normalbetrieb nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von Luft und Gasen, Dämpfen oder Nebeln auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitraumes.
15
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
ν Flammeν heiße Oberflächeν mechanische Funkenν elektrische Funkenν statische Elektrizitätν Kompressionswärmeν chemische Reaktionenν Blitz
Wichtige Zündquellenarten
Quelle: Broschüre „Gasexplosionen“, IVSS Sektion Chemie, Heidelberg (1999)
Quelle: „Vorbeugender Brandschutz“, Merkblatt T 048, BG Chemie
Quelle: Dr. Losert; Chemie BG
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Die untere bzw. obere Explosionsgrenze (UEG bzw. OEG) ist
der untere bzw. obere Grenzwert der Konzentration eines brennbaren Stoffs in einem Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben,
bei der sich nach der Zündung
die Reaktion gerade nicht mehr fortsetzt.
Explosionsgrenzen
UEG
zu fettes Gemisch
zu mageres Gemisch
OEG
Quelle: unter Verwendung einer Abbildung aus „Bildgestützte Kurzinformation 28 Brennbare Flüssigkeiten“, BG Chemie
Methan:17 Vol-% (113
g/m³)
4,4 Vol-% (29 g/m³)
Quelle: Dr. Losert; Chemie BG
16
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Explosionsgefährdete Bereiche, Ex-Zoneneinteilung
1-3m0-1mApparaturen mit betriebsbedingten Gasaustritt
Mündungen von Abblaseleitungen
Siehe Zeichnung
um Gasspeicher
Im Freien
Be- und Entlüftungsöffnungen
1-3m
0-3
-
0-1m
-
-
Apparaturen mit betriebsbedingten Gasaustritt
Technisch dicht
Auf Dauer technisch dicht
Um:
Anlagenteile, Verbindungen, Serviceöffnungen
Zone 2Zone 1Art der DichtheitAnlagenteil
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Explosionsgefährdete Bereiche, Ex-Zoneneinteilung
Beispiel: Ex-Zonen
17
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Explosionsgefährdete Bereiche, Ex-Zoneneinteilung
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Explosionsgefährdete Bereiche, Ex-Zoneneinteilung
18
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Ex-Zonenplan
Quelle: MT- Energie
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Erläutern und konkretisieren der Anforderungen an Errichtung und Betrieb
landwirtschaftlicher Biogasanlagen.
Behandelte Themen:
- Gefahren von Biogas
- Brandschutz
- Hinweise zur Gestaltung von baulichen und technischen
Einrichtungen (z. B. Befüllöffnungen, Gaslagerung)
- Explosionsschutz (EX-Zonen 0,1,2)
- Musterprüfprotokolle
- Musterbetriebsanleitungen
- Hinweis auf weitere Vorschriften und RegelwerkeQuelle: Maciejczyk, FVB
Inhalte / Sicherheitsregeln
19
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
alle Schieber in regelmäßigen Abständen betätigen
Überläufe auf Sedimente kontrollieren
Leckageerkennnung einmal pro Woche kontrollieren
Gasregelstrecke wöchentlich auf Funktion testen (Ventile)
Kabelleitungen auf Schäden kontrollieren
Frostschutz von Sperrflüssigkeiten und ggf. Heizkreislauf kontrollieren
Lagerplatten und Fahrsilos auf Dichtheit kontrollieren
Gas- und Brandmelder auf Funktion testen
Getriebe auf Funktion testen (Laufzeiten ermitteln Haltbarkeit)
schmutzempfindliche Bauteile reinigen
gasführenden Leitungen/Bauteile auf Leckagen kontrollierenQuelle: Maciejczyk, FVB
Praktischer Betrieb von Biogasanlagen
Betriebstagebuch – wöchentlich/monatlich
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
www.biogas.org
Überarbeitung der Sicherheitsregeln –
aktueller Stand
20
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Geänderte Rechtliche Rahmenbedingungen
Beispiele:
BetrSichV - Betriebssicherheitsverordnung vom 27. September 2002
GefStoffV - Gefahrstoffverordnung vom 23. Dezember 2004
ArbStättV - Arbeitsstättenverordnung vom 12. August 2004
GPSG - Geräte- und ProduktsicherheitsgesetzVom 6. Januar 2004
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
SchweinehaltungshygieneV
Erfahrungen aus Unfällen
http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3097.pdf
Erfahrungen aus Unfällen
21
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Erfahrungen aus Unfällen
Inhalte aus dem Infopapier:
- Hinweise zu Gefahren durch Schwefelwasserstoff
- Wie kann sich Schwefelwasserstoff bilden
- allgemeine Anforderungen (Sachkunde des Personals, Gefährdungsbeurteilung)
- Verhinderung der Freisetzung (geschlossenes System, räumliche Trennung, Grubenabsaugung, Warngeräte)
- Reaktionstests von Substratmischungen
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Aufnahme eines Kapitels zur Gefährdungsbeurteilung
Arbeitsschutzgesetz § 5
Betriebssicherheitsverordnung § 3(Explosionsschutzdokument)
Biostoffverordnung § 5
Gefahrstoffverordnung § 7
Beispiele werden zur Zeit diskutiert !!!
Erfahrungen aus Unfällen
22
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
SchweinehaltungshygieneV
Viehverkehrsordnung
TierNebG
Blitzschutz
Blitzschutz
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Blitzschutz – aktueller Diskussionsstand
Innerer Blitzschutz:
Äußerer Blitzschutz: Einzelbeurteilung
Potenzialausgleich
Überspannungsschutz für:- Netzanschluss - Telefonleitung, Datenübertragung
23
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Viehverkehrsordnung
TierNebG
BrandschutzBrandversuch an einer Biogasanlage Quelle agriKomp
Brandschutz
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Brandschutz – aktuelle Diskussion
- Schutzabstand: in der Horizontalen
-„Wenn mehrere Gasspeicher einer Anlage auf Grund ihrer Anordnung als eine Einheit angesehen werden müssen, ergeben sich die Schutzabstände [a] aus der Addition der einzelnen Gasvolumen“
- Das Lagern von Motor-, Altöl und anderen brennbaren Stoffen in Mengen über 200kg im BHKW-Raum ist unzulässig
-keine Abstände zu E-Räumen und Schaltschränken aufgrund geringer Brandlast
24
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
- Materialien für Gasleitungen
- Gasüberwachung in Aufstellungsräumen
Weitere Diskussionspunkte
- Ex – Zonen bei Kondensatschächten
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Abblaseinrichtung
Das Abblasen ist bei Störungen bis zu 20m3 /h zulässig,
wenn z. B.
• Vorhandensein einer zweiten unabhängigen Gasverbrauchs-einrichtung und gleichzeitige Reduzierung der Substratzufuhr.
• Anschlussmöglichkeit einermobilen Fackel innerhalb von 24 Stunden
25
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Mobile Gasfackel Stationäre Gasfackel
Foto: Biogas-Nord Foto: Haase-Energietechnik
Hinweis: Zur Zeit in Diskussion welche Art von Gasverwertung vorgeschrieben wird.
Quelle: Maciejczyk, FVB
Vergärung
Gasfackel Beispiele
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
SchweinehaltungshygieneV
Viehverkehrsordnung
TierNebG- Jeder gasdichte Behälter, in dem Biogas erzeugt wird,ist mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung gegen Drucküber- und - unterschreitung auszurüsten
- Vorgabe Dichtheitsprüfungen für Foliengasspeicher
Beschlossenen Änderungen
26
Fachverband Biogas e.V.
Grundseminar Technik
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !