Biogasanlagen – Sicherheitstechnische Anforderungen€¦ · 3 Fachverband Biogas e.V....

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Fachverband Biogas e.V.

Grundseminar Technik

Dipl. – Ing. Andrea PattenFachverband Biogas e. V.

www.biogas.org

Biogasanlagen –Sicherheitstechnische

Anforderungen



www.biogas.org

Inhalt

Überarbeitungsbedarf der Sicherheitsregeln

Kurzer rechtlicher Überblick

Die Sicherheitsregeln für landwirtschaftliche Biogasanlagen

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Arbeitsschutzgesetz

Arbeitsstättenverordnung

Biostoffverordnung

Betriebssicherheitsverordnung

Baustellenverordnung

GPSG mit Verordnungen

Gefahrstoffverordnung

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)

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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




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)

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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.




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.

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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



www.biogas.org

Umsetzung der rechtlichen

Regelwerke für Biogasanlagen

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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



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

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Eigenschafen von Biogas

Quelle: Sicherheitsregeln für landw. Biogasanlagen (2002)

Gasstrecke/Sicherheitstechnik



- 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

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Behandelte Themen:


- Brandschutz










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.

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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



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

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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





Behandelte Themen:


- Brandschutz








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- 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



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

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Nenndruckstufe

10 bar

Bezeichnung

Gasleitung PVC - U



• Nach Norm DIN 2403• Fließrichtung• Durchflussstoff (Biogas)• Markierfarbe gelb

Kennzeichnung

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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!



EPDM-Folienhaube:

Foliendach:

Tragluftfoliendach:

Quelle: Maciejczyk, FVB

Gasspeicher

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Behandelte Themen:


- Brandschutz










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.

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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



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

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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




Beispiel: Ex-Zonen

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Ex-Zonenplan

Quelle: MT- Energie





Behandelte Themen:


- Brandschutz








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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



www.biogas.org

Überarbeitung der Sicherheitsregeln –

aktueller Stand

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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



SchweinehaltungshygieneV

Erfahrungen aus Unfällen

http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3097.pdf


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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



Aufnahme eines Kapitels zur Gefährdungsbeurteilung

Arbeitsschutzgesetz § 5

Betriebssicherheitsverordnung § 3(Explosionsschutzdokument)

Biostoffverordnung § 5

Gefahrstoffverordnung § 7

Beispiele werden zur Zeit diskutiert !!!


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Viehverkehrsordnung

TierNebG

Blitzschutz

Blitzschutz



Blitzschutz – aktueller Diskussionsstand

Innerer Blitzschutz:

Äußerer Blitzschutz: Einzelbeurteilung

Potenzialausgleich

Überspannungsschutz für:- Netzanschluss - Telefonleitung, Datenübertragung

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Viehverkehrsordnung

TierNebG

BrandschutzBrandversuch an einer Biogasanlage Quelle agriKomp

Brandschutz



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

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- Materialien für Gasleitungen

- Gasüberwachung in Aufstellungsräumen

Weitere Diskussionspunkte

- Ex – Zonen bei Kondensatschächten



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

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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




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

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

Date post:	24-Aug-2018
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