SIL in der Praxis – Teil 3 – Brennersteuerung in Thermoprozessanlagen

Teil 1: Im Notfall zuverlässig abschalten Teil 2: Sicherer Einsatz in korrosiver Atmosphäre Teil 3: Brennersteuerung in Thermoprozessanlagen Lesen Sie Teil 1 und 2 der Serie "SIL in der Praxis" online: ▶ http://www.weidmueller.com/de/sil_artikel Brennersteuerung in Thermoprozessanlagen SIL in der Praxis – Teil 3 Ein umfassendes Normenwerk spiegelt die Bedeutung wider, die heute der Risikobeurtei- lung und -vermeidung rund um Thermoprozessanlagen zukommt. Weidmüller hat das neue SIL-Relais der SAFESERIES präzise auf die daraus resultie- renden Sicherheitsforderungen abgestimmt. T  echnische Prozesse, bei denen hohe Temperatu- ren zum Prozessablauf gehören, spielen in vielen Industriebereichen eine wesentliche Rolle. Sie reichen von der Energieumwandlung über chemische Trenn- und Abscheideverfahren bis hin zur Halbleiterproduktion. Oft werden dabei Temperaturen von über 1.000 °C erreicht, mit denen in aller Regel auch hohe Druckwer- te verbunden sind. Hinzu kommt häufig noch das Vorhandensein explosionsfähiger Gemische. ➜ Let’s connect. Im Einsatz

In thermischen Kraftwerken und Pro- zessanlagen, wie beispielsweise in hocheffizienten Gasturbinen, sind allein schon aus diesen Gründen erhebliche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich. Sicheres Unterbrechen der Brennstoffzuführung „Man stelle sich beispielsweise ein thermisches Kraftwerk vor, in dem zur Erzeugung von Wärmeenergie gasför- mige, flüssige oder feste Brennstoffe verfeuert werden. Zu den Herzstücken solcher Anlagen gehören die jeweili- gen Brenner und deren Steuerungen, die neben dem An- und Abfahren der Anlage auch einige sicherheitsrelevan- te Funktionen erfüllen. Dazu gehören Ventilprüfungen, die Überwachung von Flammenwächtern oder die Kontrolle der Druckwerte von Verbrennungsluft und Brennstoffen“, erklärt Markus Scha- de, Global Industry Manager Energy and Utilities bei Weidmüller. „Kritische Situationen können hier durch ver- schiedene Konstellationen entstehen, beispielsweise durch nicht verbrannte, im Kessel verbliebene Brennstoffreste, durch Über- oder Unterschreiten der zugelassenen Druckwerte oder durch Wassermangel. Das Erreichen sicher- heitsrelevanter Grenzwerte erfordert hier in der Regel das sofortige, automa- tische Schließen der Sicherheitsventile für den Brennstoff und das Abschalten der Zündung. Hier kommt unser neues SIL-Relais ins Spiel, das im Fall einer Notabschaltung das sichere Unterbre- chen der Brennstoffzuführung ermög- licht.“ Norm verpflichtet zu überwachten Abschaltgliedern Aus der Errichternorm DIN EN 50156-1, welche die elektrische Ausrüstung von Kraftwerksanlagen, Dampfkes- seln und Feuerungsanlagen betrifft, resultieren sehr präzise Angaben für die Auslegung des Sicherheitspfades zur Abschaltung der Brennstoffventile. So verlangt die Norm für die Notab- schaltung ausdrücklich die Nutzung von mindestens zwei überwachten Abschaltgliedern bei kontaktbehafteten Schaltungen – deren Einsatz im Übri- gen auch die DIN EN 746 für indust- rielle Thermoprozessanlagen fordert. Solche Spezialrelais verfügen über eine mechanische Brücke zwischen den Kontaktpaaren und damit über eine verbesserte Möglichkeit zur Fehlerer- kennung. „Uns ist der Trend willkommen, dass eine wachsende Zahl an Normen und Richtlinien vorschreibt, wie im Fall der Fehlfunktion einer Brennersteuerung das Risiko für Mensch und Umwelt so- wie auch für die Produkte und funktio- nalen Prozesse möglichst gering gehal- ten werden soll. Denn auch bei unseren Produkten spielt das Thema Sicherheit eine entscheidende Rolle“, erklärt Joa- chim Janik, Produktmanager im Bereich Elektronik. „Entsprechend haben wir Lösungen parat, die den gestiegenen Sicherheitsforderungen voll entspre- chen: Mit unserem SIL-Relais realisieren Anwender eine Sicherheitsabschaltung der Brennstoffzufuhr an Feuerungsanla- gen bis Sicherheitsniveau SIL 3.“ Universell und weltweit einsetzbar Das zweikanalige System des neuen SIL-Relais verfügt über zwei Überwa- chungseingänge mit Querschlusser- kennung, zwei Freigabeausgänge und einen Rückmeldekontakt mit zwangs- geführten Kontakten. Damit ist es sowohl für die sichere Überwachung von Feuerungsanlagen nach DIN EN 50156 perfekt geeignet, als auch für den Einsatz in industriellen Thermopro- zessanlagen nach der DIN EN 746-2. Die Aktivierung mit steigender oder fallender Flanke sowie die frei wählbare Reaktionszeit zwischen 20 und 50 ms machen das SIL-Relais zu einer univer- sell einsetzbaren Lösung. „Bei der Zertifizierung haben wir mit einer externen Prüfstelle kooperiert, der international anerkannten TÜV-NORD- Gruppe“, berichtet Janik. „Unser SIL- Relais musste hierbei den Belastungen eines speziell ausgearbeiteten Prüf- plans standhalten, zu dem beispiels- weise besondere Schlagprüfungen gehörten. Nach erfolgreichem Bestehen der Prüfungen hat der TÜV NORD unser SIL-Relais für den internationalen Einsatz gemäß EN 50156 zugelassen – für akkreditierte Sicherheit in Prozess- anwendungen weltweit.“ Brennmaterial NOT-AUS-Taster 1. Kanal Überwachung Steuerung NO T- AU S 2. Kanal Ventile Aktivierun g Fr eigabe Zeit Beispielhafte Darstellung einer sicherheitsge- richteten Notabschaltung der Brennstoffzufuhr an einer Gasturbine Im Einsatz