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Wir möchten Sie über die bevorstehende Notwendigkeit eines Updates Ihres Systems auf die neueste Version der AgileIQ-Software 3.4.6 informieren. Bitte beachten Sie: Die aktuelle Softwareversion AgileIQ 3.4.5 wird nach dem 1. Februar 2019 nicht mehr starten.                                                        Wir möchten Sie über die bevorstehende Notwendigkeit eines Updates Ihres Systems auf die neueste Version der AgileIQ-Software 3.4.6 informieren. Bitte beachten Sie: Die aktuelle Softwareversion AgileIQ 3.4.5 wird nach dem 1. Februar 2019 nicht mehr starten.                                                        Wir möchten Sie über die bevorstehende Notwendigkeit eines Updates Ihres Systems auf die neueste Version der AgileIQ-Software 3.4.6 informieren. Bitte beachten Sie: Die aktuelle Softwareversion AgileIQ 3.4.5 wird nach dem 1. Februar 2019 nicht mehr starten.                                                        Wir möchten Sie über die bevorstehende Notwendigkeit eines Updates Ihres Systems auf die neueste Version der AgileIQ-Software 3.4.6 informieren. Bitte beachten Sie: Die aktuelle Softwareversion AgileIQ 3.4.5 wird nach dem 1. Februar 2019 nicht mehr starten.

Brandsicherheit im Höllenfeuer des Stahlwerks

Extreme Bedingungen - Herausforderung für Mensch und Technik


Die Erfindung und Entwicklung der Dampfmaschine gilt heute als entscheidender Meilenstein und Schrittmacher der Industrialisierung. Immer größere Maschinen und neue technologische Verfahren und Techniken ermöglichten den Bau immer größerer Häuser, die Fließbandproduktion von Autos, die Entwicklung neuer Haushaltsgeräte und Unterhaltungstechniken. Die dafür benötigten Roh- und Grundstoffe wurden im Laufe der Zeit in großen Fabrikeinheiten produziert, die aufgrund ihrer Komplexität und des Einsatzes von gefährlichen Chemikalien oder extremer Hitze / Kälte auch eine große Herausforderung an Menschen und Maschinen darstellen.

Bedeuteten in früheren Zeiten die Schmiedefeuer der Handwerker und die offenen Feuer der Haushalte eine unkalkulierbare Brandgefahr für eine ganze Stadt - in manchen Städten sind bei solchen Stadtbränden ganze Straßenzüge und sogar Stadtteile ein Opfer der Flammen geworden - so entwickelten sich nach und nach die industriellen Anlagen zu einem Gefahrenherd für Leben und Güter. Die schnelle Alarmierung der gefährdeten Personen und gleichzeitig die der Löschkräfte wurde immer wichtiger. Die manuelle Alarmierung mit Hilfe zentral installierter Brandmelder, sog. Feuertelegraphen, war zwar ein wichtiger Schritt, aber die lückenlose Rund-um-die-Uhr-Überwachung durch automatische Brandmelder war noch ein viel wichtigeres Ziel.

Der Evolutionsprozess startete 1894 mit einem ersten Patent für einen automatischen Brandmelder in Form eines Vogelkäfigs mit zwei "redundanten" Kanarienvögeln und einer gewichtsabhängigen Auslöseplatte. Im Falle des Gastodes beider gefiederter Melder, wurde ein Brandalarm ausgelöst. Im englischen Kohlebergbau setzte man von ca. 1911 bis 1986 einzelne Kanarienvögel als natürliche Gaswarner ein. Da sie sich eigentlich ohne Unterbrechung durch ihren Gesang bemerkbar machen, war das Verstummen ein erstes Warnsignal, der Fall von der Stange dann die unübersehbare Aufforderung an den Bergmann, den gefährdeten Bereich zu verlassen.

Die weitere Entwicklung ist allseits bekannt und braucht hier nicht näher dargestellt zu werden. Dank intensiver Forschung und Weiterentwicklung konnte im Laufe der letzten 20 bis 30 Jahre eine Vielzahl unterschiedlicher Melder entwickelt werden. Je nach Anforderung wurden Rauchmelder, Gasmelder, Wärmemelder und Flammenmelder eingesetzt. Ihnen allen war und ist gemeinsam, dass Sie bei Erfüllung eines bestimmten Einzelkriteriums eine Warnmeldung abgeben.

Ein Blick in die mehrfach aufgestellten Statistiken zeigt auf, dass es in vielen industriellen Bereichen beim Einsatz von Einkriterienmeldern zu einer Häufung von Fehlalarmen kommt. Diese führen nicht nur zu hohen Betriebskosten durch unnötige Einsätze der Feuerwehren und überflüssige Betriebsunterbrechungen, sondern möglicherweise auch zu einer abnehmenden Wachsamkeit der betroffenen Personen. Aus diesem Grund ist eine höchstmöglich verlässliche Branddetektion oberstes Ziel. Ein erster Schritt in diese Richtung sind die Mehrfachkriterienmelder, z.B. der bei Notifier unter der Bezeichnung ACCLIMATE® geführte optisch-thermische Mehrfachsensorrauchmelder, der einen empfindlichen optischen Rauchmelder und einen Thermomelder in einem Gehäuse vereint. Durch diese Kombination zweier Sensoren in Verbindung mit speziellen, in der Praxis getesteten Algorithmen, können Fehlalarme wesentlich effektiver von richtigen Alarmen unterschieden werden.

Eine Weiterentwicklung des ACCLIMATE® Mehrfachsensorrauchmelders sind die vor 2 Jahren von Notifier auf der security 2006 vorgestellten Melder der Serie SMART (Self-optimised Multi-criteria Alarm Recognition Technology). SMART3 und SMART4 kombinieren drei bzw. vier Sensoren mit unterschiedlichen Kriterien zu einer Wirkeinheit. In ihre kontinuierlichen Überwachungsmuster sind charakteristische Brandanzeichen integriert.

Der SMART4 verfügt über einen optischen Rauchsensor zur Erkennung von Rauchpartikeln, einen Thermomelder zur Detektion von Temperaturänderungen, einen IR-Sensor zur Messung der Umgebungslichtverhältnisse und Flammensignaturen sowie einen CO-Sensor zur Erkennung von CO-Gasen eines Feuers.

Ziel bei der Entwicklung des SMART3 war, einen Melder zu schaffen, der im Normalbetrieb die höchst mögliche Immunität gegen Störgrößen besitzt und äußerst sensibel auf kleine Rauchpartikel reagiert, die bislang am schnellsten nur von einem Ionisationsrauchmelder erkannt werden konnten. Im Gegensatz zum Ionisationsrauchmelder beinhaltet der SMART3 keine radioaktive Quelle. Der SMART4 hat die gleiche Detektionsmöglichkeit wie der SMART3, kann jedoch zusätzlich äußerst sensibel auf Gase, die bei einem Schwelbrand entstehen, reagieren.

Die Mehrfachsensorrauchmelder SMART3 und SMART4 sind mit einer integrierten erweiterten algorithmischen Intelligenz ausgestattet, die sich dynamisch an die Messergebnisse der einzelnen Sensoren bzw. der Brandkenngrößen anpasst. Dies ermöglicht eine kontinuierliche, zeitnahe Anpassung an wechselnde Umgebungsbedingungen. Basierend auf den verschiedenen Sensorsignalen, werden die Schwellenwerte der Sensoren dynamisch durch die Melderintelligenz gesteuert. Der Melder steuert selbstständig:

  • die Gewichtung der Sensoren
  • die Verzögerungszeit pro Sensor
  • die Verknüpfung der Sensoren
  • die Abfragerate der Sensoren sowie
  • die Mittelwertbildung

Bei Ausfall eines Sensors werden die verbleibenden Sensoren automatisch neu kombiniert und sensibilisiert, der Ausfall wird gemeldet. Der IR-Sensor gibt die entscheidende Hilfe bei der Auswertung von speziellen Bedingungen, wie z.B. Schweißarbeiten, um möglichst schnell eine Anpassung vorzunehmen, damit diese Störgröße nicht zu einem Täuschungsalarm führt.

Und damit wären wir auch beim Höllenfeuer eines Stahlwerks und einem besonderen Einsatzgebiet der Multikriterienmelder angelangt.

Wie bereits zu Beginn erwähnt, sind gerade im Umfeld industrieller Produktionsanlagen besonders schwierige Einsatzbedingungen für die zuverlässige Brandüberwachung vorzufinden. Hohe Staub- und Schmutzbelastung, eine oftmals heterogene Temperaturverteilung und daraus resultierende Konvektionsströmungen, hohe elektromagnetische Störfelder sowie Feuchtigkeit und möglicherweise sogar korrosive Gasatmosphären stellen die Brandmeldeanlagen vor eine große Herausforderung.

Diese Bedingungen herrschen auch im Stahlwerk Thüringen vor, das die Firma Fischbach Sicherheitstechnik GmbH mit Unterstützung und entsprechenden Produkten der Notifier Sicherheitstechnik GmbH ausgestattet hat. Seit 1872 ist Unterwellenborn traditioneller Standort der Eisen- und Stahlproduktion in Thüringen. Im Zentrum des Industriegebietes Maxhütte produziert das Stahlwerk Thüringen Stahlträger nach nationalen und internationalen Normen. Es gehört zu den modernsten Walzwerken Europas. Im Februar 1995 wurde das neue Elektrostahlwerk mit Stranggießanlage in Betrieb genommen. Für den Betrieb des Elektrolichtbogenofens ist Schrott der Hauptrohstoff.

Der Elektrolichtbogenofen wird je Schmelze mit zwei Schrottkörben beschickt und erzeugt aus diesem Einsatzmaterial in ca. 50 Minuten 120 t flüssigen Rohstahl. Der Ofen arbeitet nach dem Prinzip des Gleichstrom-Lichtbogenofens. Dabei wird zwischen einer Grafitelektrode von 750 mm Ø und dem als Anode ausgeführten Ofenboden ein Lichtbogen erzeugt, dessen Energie den Schrott einschmilzt. Zusätzlich wird dabei noch die Energie von sechs Erdgas-Sauerstoff-Brennern genutzt. Die zum Betrieb des Ofens installierte elektrische Leistung von 120 MVA (Mega Volt Ampere) entspricht etwa dem elektrischen Leistungsbedarf einer Stadt mit 120 000 Einwohnern.

Am Ende der Schmelze wird der Rohstahl mit einer Temperatur von ca. 1600°C in die unter dem Ofen befindliche Gießpfanne abgestochen.

Die installierte BMA bestehend aus sechs BMZ vom Typ NF 5000, die insgesamt 1200 Melder auf 16 Ringen in 350 Meldergruppen steuert sowie 11 Löschbereiche ansteuert, meistert die gestellte Herausforderung aus Schmutz, Feuer, extremer Hitze, Gas und elektromagnetischer Strahlung bei einer großen flächenmäßigen Ausdehnung auch Dank der 38 verbauten Multikriterienmelder vom Typ SMART4 mit Bravour.

Die Firma Fischbach Sicherheitstechnik GmbH hat über die Planung, Installation und Betreuung der BMA hinaus auch die Leitstellensoftware des Stahlwerks konfiguriert und parametriert und so diese an die anspruchsvollen und vielschichtigen Bedürfnisse des Kunden angepasst.

Die übergeordnete Leitstellensoftware wird zentral vom Leitstellenpersonal und redundant von der Pforte verwaltet. So kann das entsprechende Personal von jedem zentralen Ort aus die Daten von 5 wichtigen Anlagen überwachen und diese auch steuern. Angeschlossen wurden:

  • die Einbruchmeldeanlage mit 3 Einbruchmeldezentralen von Honeywell Security
  • die NOTIFIER Brandmeldeanlage mit 6 Zentralen, ca. 400 Meldergruppen und 1.200 Meldern
  • die Löschanlage mit 11 Löschbereichen
  • die Personennotsignalanlage mit 15 Bereichen für 20 Personen
  • die Radioaktivitätsmessanlage für Lkw- und Bahnanlieferung

Es funkt und glüht in einem Stahlwerk. Schwerstarbeit also für den Brandschutz. Doch aufgrund der rundum durchdachten Planung, Installation und der Verwendung entsprechend leistungsfähiger Systeme ist das Stahlwerk entsprechend gut gesichert.

Foto: Formgebung im Walzwerk, AST
Foto: Formgebung im Walzwerk, AST
Schrottkorb, Michael Böhm (MB)
Schrottkorb, Michael Böhm (MB)
Foto: Der Aufgabenstellung angepasste spezifische Melder von NOTIFIER, MB
Foto: Der Aufgabenstellung angepasste spezifische Melder von NOTIFIER, MB
Foto: (vlnr) Tobias Oertel (Projektleiter, Fischbach), Wolfgang Reichelt (Vertrieb, NOTIFIER), Jens Fischbach (Geschäftsführer Fischbach), Erik Walther (Koordinator Stahlwerk Thüringen), MB
Foto: (vlnr) Tobias Oertel (Projektleiter, Fischbach), Wolfgang Reichelt (Vertrieb, NOTIFIER), Jens Fischbach (Geschäftsführer Fischbach), Erik Walther (Koordinator Stahlwerk Thüringen), MB
Foto: SMART<sup>4</sup> Melder, NOTIFIER
Foto: SMART4 Melder, NOTIFIER
Foto: Ausschnitt der Leitstellensoftware, MB
Foto: Ausschnitt der Leitstellensoftware, MB