Peter Szalata Umgang mit wassergefährdenden Stoffen in Dampfkesselanlagen Die gesetzlichen Regelungen für den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen sind sehr streng. Die Strenge betrifft in erster Linie den Betreiber, denn er ist dafür verantwortlich, dass seine WHG - Anlagen mindestens nach den Regeln der Technik errichtet und betrieben werden (§ 19i WHG). In meinem Vortrag werde ich anhand von Beispielen erläutern, welche Anlagen im Zusammenhang mit Dampfkesselanlagen unter diese Regeln fallen und was die Betreiber beachten müssen. Hier verwendete Fachbegriffe sind in der beigefügten VAwS im §2 beschrieben.
Wassergefährdende Stoffe Als wassergefährdend sind alle Stoffe eingestuft, die das Grund- oder Oberflächenwasser in Ihren Eigenschaften nachteilig beeinflussen können. Wassergefährdende Stoffe können fest flüssig gasförmig sein. Die Aggregatzustände des wassergefährdenden Stoffes haben unterschiedlich hohe Anforderungen zur Folge . Die höchsten Anforderungen an die technischen Schutzvorkehrungen sind bei flüssigen wassergefährdenden Stoffen zu erfüllen. Es gibt 3 Wassergefährdungsklassen (WGK). Die Einstufungskriterien sind in der ”Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe – VwVwS” vom 17.Mai 1999 festgelegt. WGK 3: WGK 2: WGK 1:
stark wassergefährdend wassergefährdend schwach wassergefährdend
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Nicht wassergefährdend sind: •
• • •
Gemische, in denen wassergefährdende Komponenten mit nur geringer Konzentration vorkommen. Beispielsweise: WGK 1 < 3% WGK 2 und 3 < 0,2% Lebensmittel und Futtermittel Abwasser1, das in die öffentliche Kanalisation eingeleitet werden darf. Stoffe die im Anhang 1 der VwVwS genannt sind. Beispielsweise : Kohlensäure, Kohlenstoff, Butan, Propan, Schwefel als Feststoff
Vor Einführung der VwVwS im Mai 1999 waren einige dieser nicht wassergefährdenden Stoffe in WGK 0 eingestuft und damit mussten beispielsweise für Propan / Butan Lagerbehälter auch die Anforderungen der “Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen und über Fachbetriebe (Anlagenverordnung - VAwS) erfüllt werden. Für diese Stoffe sind aber nun aufgrund der Einstufung als “nicht wassergefährdend”, keine Anforderungen nach VAwS zu erfüllen. Es wurden die Stoffe der WGK 0 nicht generell als “nicht wassergefährdend” eingestuft. Einige wurden in WGK 1 eingestuft, bei Anlagen mit diesen Stoffen haben sich daher die wasserrechtlichen Anforderungen erhöht. Diese Anforderungserhöhung liegt beispielsweise bei Wasserstoffperoxid, Aceton, Glycol usw. vor. Wassergefährdend sind alle anderen Stoffe: Im Anhang 2 der VwVwS sind für fast 2000 Chemikalien die Wassergefährdungsklassen angegeben. Das ist nur ein kleiner Teil der vielfältigen Stoffe mit denen umgegangen wird. Für alle nicht hier genannten Stoffe ist der Betreiber verpflichtet, die Wassergefährdungsklassen der Stoffe, mit denen er umgeht, zu bestimmen. • In den meisten Fällen ist im Sicherheitsdatenblatt eine Einstufung angegeben. (Es ist zu beachten, das die Einstufung auf Grundlage der VwVwS vom17. Mai 1999 durchgeführt sein muss.) • Bei Gemischen mit bekannten Komponenten kann die Mischungs - WGK2 nach Anhang 4 der VwVwS bestimmt werden. • Für den Fall, dass die Wassergefährdungsklasse nicht sicher bestimmt werden kann, ist immer von WGK 3 auszugehen.
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Ausschluß gemäß §19g WHG Abs. 6 Nr.1
2
siehe auch das beigefügte Fließschema zur Ermittlung der Mischungs-WGK
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Anlagenarten Das Wasserhaushaltsgesetz kennt für den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen 6 Anlagenarten (§ 19 g - WHG) Für derartige Anlagen sind die Anforderungen der VAwS des jeweiligen Bundeslandes zu erfüllen. Die genannten Anlagen sind die : L A H B V U
Lageranlagen Abfüllanlagen Herstellungsanlagen Behandlungsanlagen Verwendungsanlagen Sowie Umschlaganlagen
Besorgnisgrundsatz
Best möglicher Schutz
Für Umschlaganlagen3 ist gegenüber den anderen Anlagen nur ein geringeres Sicherheitsniveau ”bestmöglicher Schutz” gefordert. Der “Besorgnisgrundsatz” bei den L, A, H, B, V- Anlagen bedeutet, dass sehr hohe Anforderungen bestehen. Die Stoffe müssen sich in einer dichten Umschließung befinden und zusätzlich muss eine 2. dichte Barriere (z. B. Auffangwanne ) vorhanden sein. Gefährdungsstufen Die Anlagen mit wassergefährdenden Stoffen werden in Abhängigkeit von der Wassergefährdungsklasse und Stoffmenge in 4 Gefährdungsstufen A, B, C, D eingestuft. Anhand der Einstufung ergeben sich zusätzlich zu der Pflicht den ”Besorgnisgrundsatz” zu erfüllen, weitere Pflichten für den Betreiber. Gefährdungsstufen A B C D
Betreiberpflicht Prüfpflicht in Wasserschutzgebieten Prüfpflicht, Fachbetriebspflicht Prüfpflicht, Fachbetriebspflicht, Katasterpflicht
Anlagenart Lagerbehälter
Hohlraumvolumen
Einstufungskriterium
Abfüllanlagen
Die Menge, die in 10 min abgefüllt werden kann
H-, B-, V- Anlagen
Die Menge an wassergefährdenden Stoffen die betriebsmäßig in der Anlage ist.
3
Schiffsentladestellen und Plätze an denen verpackte wassergefährdende Stoffe umgeladen werden (siehe VAwS §2 Nr. 9).
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Anforderungen an Anlagen Grundsatzanforderungen Für alle Anlagen sind mindestens die Grundsatzanforderungen nach § 3 der VAwS zu erfüllen. Grundsatzanforderungen sind: • Dichtheit und Standsicherheit der Anlage • Undichtheiten müssen schnell und zuverlässig erkennbar sein. (Unterirdische Behälter und Rohrleitungen dürfen nicht einwandig sein). • Austretende Stoffe müssen zurückgehalten werden (Auffangwanne) • Ausgetretene Stoffe müssen ordnungsgemäß entsorgt werden • Auffangwannen dürfen keine Abläufe haben • Betriebsanweisung ( außer bei Anlagen der Gefährdungsstufe A) Anforderungen für bestimmte Anlagen Die Anforderungen sind in den Anhängen zur VAwS niedergeschrieben. Diese Anhänge sind für die Anlagenplanung die wichtigste Erkenntnisquelle: • • • • • •
Anhang 1: Anhang 2: Anhang 3: Anhang 4: Anhang 5: Anhang 6:
Allgemeine Anforderungen an Anlagen Für oberirdische Anlagen mit flüssigen Stoffen Für Elektrizitätsversorgungsunternehmen Für Tankstellen Für Jauche, Gülle, Festmist Für Wasserkraftwerke
Anlagen: Beispiele VAwS-Bayern Deckblatt der VwVwS Fließschema zur Ermittlung einer Mischungs-WGK Tab. 1 der TRwS4: Bauausführungen für Neuanlagen (Dichtflächen)
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Diese TRwS wird in absehbarer Zeit durch die TRwS 786 ersetzt. Bezugsquelle
[email protected].
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Beispiel 1:
Lagerung von flüssigen Brennstoffen:
Schweres Heizöl Leichtes Heizöl Altöl
WGK 1 WGK 2 WGK 3
Für die Lagerung flüssiger Stoffe sind die Anforderungen aus Anhang 2 der VAwS zu entnehmen. Nach Tabelle 2 (Seite 21 der beigefügten bayerischen VAwS) ergeben sich für einen 200 m³ Lagerbehälter mit leichtem Heizöl folgende Anforderungen: F2 + R2 + I1 +I2
alternativ
F1 + R3 + I1 +I2
Die Anforderungen F und R beziehen sich auf die erforderliche Rückhaltung. Die F Anforderung definiert die Dichtheitsnachweise für den Auffangraum. • F1 bedeutet - Flüssigkeitsdichte Fläche • F2 bedeutet - Flüssigkeitsdichte Fläche mit Nachweis der Beständigkeit Die technische Ausführung der beiden Abdichtmaßnahmen ist gleich, bei der Forderung F1 wird aber auf die Vorlage von Nachweisen verzichtet. Die Ausführung kann nach (TRwS 132, Tab.1) TRwS 7865 erfolgen (siehe Anlage). Bei den R- Anforderungen (Rückhaltung) gibt es 3 Abstufungen • R1 Teilauffangvolumen möglich • R2 100% Auffangvolumen erforderlich • R3 Doppelwandiger Tank daher kein weiteres Rückhaltevolumen erforderlich In diesem Fall ist aufgrund der Gefährdungsstufe der Lageranlage eine Teilrückhaltung nicht gestattet. Nur die zuständige Wasserbehörde kann dies im Rahmen einer wasserrechtlichen Eignungsfeststellung gestatten. Die infrasrukturellen Maßnahmen sind ein wichtiger Baustein im Sicherheitskonzept der VAwS. • I1 Kontrollgänge oder Leckageerkennungssonde • I2 Alarm und Maßnahmeplan Die Maßnahme I1 beutet, dass der Betreiber mit regelmäßigen Kontrollgängen (in der Regel arbeitstäglich ) überprüft, ob wassergefährdende Flüssigkeiten aus der primären Umschließung ausgelaufen sind. Wassergefährdende Flüssigkeiten die sich im Auffangraum befinden müssen unverzüglich ordnungsgemäß entfernt werden. Anstelle der Kontollgänge kann die Überwachung durch Leckageerkennungssonden erfolgen. In diesem Fall muss der Betreiber die Funktion der Sonden sicherstellen. Eine Funktionsprüfung pro Jahr ist mindestens erforderlich. Die Maßnahme I2 beutet, dass der Betreiber bereits vor Inbetriebnahme der Lageranlage mit allen Stellen, die im Falle einer Leckage eingeschaltet werden, geeignete Maßnahmen abspricht. Der Maßnahmenplan ist schriftlich zu fixieren.
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Diese TRwS 786 wird in absehbarer Zeit die TRwS 132 ersetzen.
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Beispiel 2:
Lagerung von Chemikalien:
Ammoniak: Gasförmig unter Druck verflüssigt In Wasser gelöst
WGK 2 WGK 2
Für die Lagerung als gasförmiger Stoff ist die Anforderung in §13 Abs.1 der VAwS formuliert. Derartige Anlagen entsprechen den wasserrechtlichen Anforderungen, wenn sie den öffentlich rechtlichen Vorschriften entsprechen. Entspricht die Ammoniaklageranlage der TRD so sind damit auch die wasserrechtlichen Anforderungen eingehalten. Gemäß §6 wird auch diese Anlage in eine Gefährdungsstufe eingestuft. Bei Einstufung in Stufe C oder D ist vor Inbetriebnahme und alle 5 Jahre wiederkehrend eine Überprüfung durch den VAwS Sachverständigen erforderlich (zusätzlich zur Prüfung durch (den Druckbehälter- und Dampfkesselsachverständigen) die zugelassene Überwachungsstelle zÜS sowie der befähigten Person6). Bei Lagerung von Ammoniak in Wasser gelöst handelt es sich um einen flüssigen wassergefährdenden Stoff. Für diesen Fall ist der Anhang 2 anzuwenden (analog zu Beispiel 1). Beispiel 3:
Kesselwasseraufbereitung
Dem Kesselwasser werden wassergefährdende Stoffe zugesetzt. Wenn es sich bei den Zusatzstoffen um Stoffe der WGK 1 handelt, muss ab einer Konzentration von 3 % das gesamte Wasser als wassergefährdende Flüssigkeit behandelt werden. Es sind dann die Anforderungen nach Tab. 2 im Anhang 2 der VAwS zu erfüllen. Bei Zusätzen von Stoffen der WGK 2 oder 3 wird das Wasser bereits bei 0,2% dieser Stoffe wassergefährdend. Bei Zusatz von WGK 2 und 3 Stoffen die zugleich krebserregend sind liegt bereits bei einer Konzentration von 0,1% eine wassergefährdende Flüssigkeit vor. Hydrazin wird dem Kesselwasser zugesetzt. Hydraziin ist in WGK 3 eingestuft und krebserregend. Bei Zudosierung von 0,1 % ist dass das gesamte Wasser als wassergefährdende Flüssigkeit der WGK 1 zu betrachten. Die Anforderungen nach Tab. 2 im Anhang 2 der VAwS sind zu erfüllen. Bei einer Wassermenge von 50 m³ muss die Anlage auf einer dichten Fläche (R1) aufgestellt sein und es muß ein Rückhaltevermögen für die gesamte Wassermenge vorhanden sein. Es ist dann ein Teilrückhaltevolumen zulässig, wenn arbeitstägliche Kontrollen durchgeführt werden, oder Leckageerkennungssonden installiert sind.
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Durch die Betriebssicherheitsverordnung wird die Überwachung neu geregelt. Es gibt Übergangsregelungen bis 2007. Die Prüfpflichten nach WHG verändern sich damit nicht.
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Wassergefährdende Stoffe in Dampfkesselanlagen
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Wassergefährdende Stoffe in Dampfkesselanlagen
WHG Wasserhaushaltsgesetz § 19 g bis § 19 i
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Wassergefährdende Stoffe in Dampfkesselanlagen
VAwS Bayern Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen und über Fachbetriebe
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Wassergefährdende Stoffe in Dampfkesselanlagen
Besorgnisgrundsatz
§ 19g WHG
Betreiber ist verantwortlich mindestens Regeln der Technik •Errichtung •Betrieb TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
§ 19i WHG. 19.01.2005
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Wassergefährdende Stoffe in Dampfkesselanlagen
Fachbegriffe siehe §2 VAwS Die VAwS liegt für sie im Foyer aus
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Wassergefährdende Stoffe Wassergefährdend sind alle Stoffe, die das Grund- oder Oberflächenwasser in Ihren Eigenschaften nachteilig beeinflussen können. TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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Wassergefährdende Stoffe sind •fest •flüssig •gasförmig
höchste Anforderungen bei Flüssigkeiten TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
3 Wassergefährdungsklassen (WGK). Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe VwVwS” vom 17. Mai 1999. •WGK 3:
stark wassergefährdend
•WGK 2:
wassergefährdend
•WGK 1:
schwach wassergefährdend
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Nicht wassergefährdend Gemische, in denen wassergefährdende Komponenten mit nur geringer Konzentration vorkommen. WGK 1
< 3%
WGK 2 und 3 < 0,2%
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
Nicht wassergefährdend •Lebensmittel und Futtermittel •Abwasser •Stoffe im Anhang 1 der VwVwS z. B. Kohlensäure, Kohlenstoff, Butan, Propan, Schwefel als Feststoff TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
Vor Einführung der VwVwS im Mai 1999 WGK 0 WGK 0
jetzt teilweise
WGK 1 Stoffe
Wasserstoffperoxyd, Aceton, Glykol
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
Ermittlung der Wassergefährdungsklasse: •Anhang 2 der VwVwS ca. 2000 Chemikalien •Sicherheitsdatenblatt •Mischungs - WGK nach Anhang 4 der VwVwS
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nicht sicher bestimmbar immer WGK 3
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Anlagenarten L A
Lageranlagen Abfüllanlagen
H B V
Herstellungsanlagen Besorgnisgrundsatz Behandlungsanlagen Verwendungsanlagen
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Umschlaganlagen
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Best möglicher Schutz 19.01.2005
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
Gefährdungsstufen Betreiberpflicht A B C D
Prüfpflicht in Wasserschutzgebieten Prüfpflicht, Fachbetriebspflicht Prüfpflicht, Fachbetriebspflicht, Katasterpflicht
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
Einstufungskriterien Lagerbehälter
Hohlraumvolumen
Abfüllanlagen
Die Menge, die in 10 min abgefüllt werden kann
H-, B-, VAnlagen
Die betriebsmäßig Menge an wassergefährdenden Stoffen
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Gefährdungsstufen Anlagenvolumen in m3 bzw. Masse in t
WGK 1
WGK 2
WGK 3
Stufe A
Stufe A
Stufe A
mehr als 0,13) bis 1,0
Stufe A
Stufe A
Stufe B1)
mehr als 1,0 bis 10
Stufe A
Stufe B
Stufe C2)
mehr als 10 bis 100
Stufe A
Stufe C
Stufe D
mehr als 100 bis 1.000
Stufe B
Stufe D
Stufe D
mehr als 1.000
Stufe C
Stufe D
Stufe D
bis
0,13)
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Grundsatzanforderungen § 3 der VAwS 1. Dichtheit und Standsicherheit der Anlage 2. Undichtheiten schnell und zuverlässig erkennbar 3. Austretende Stoffe zurückgehalten 4. Auffangwannen dürfen keine Abläufe haben 5. Betriebsanweisung
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Anforderungen für bestimmte Anlagen Anhänge zur VAwS Anhang 1:
Allgemeine Anforderungen
Anhang 2: Oberirdische Anlagen mit flüssigen Stoffen
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Anhang 3: Elektrizitätsversorgungsunternehmen Anhang 4:
Tankstellen
Anhang 5:
Jauche, Gülle, Festmist
Anhang 6:
Wasserkraftwerke
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Beispiel 1:
Lagerung von flüssigen Brennstoffen:
Schweres Heizöl WGK 1 Leichtes Heizöl WGK 2 Altöl WGK 3 Es gilt Anhang 2 zur VAwS TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
200 m³ Heizöl - EL
F2 + R2 + I1 +I2 alternativ
F1 + R3 + I1 +I2
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
F- Anforderungen F1 -
Flüssigkeitsdichte Fläche
F2 -
Flüssigkeitsdichte Fläche + Nachweis der Beständigkeit
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Technische Regeln wassergefährdender Stoffe TRwS 132, Tab.1 „Ausführung von Dichtflächen“
neu TRwS 786 ( zur Zeit Entwurf)
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R Anforderungen R1
Teilauffangvolumen möglich
R2
100% Auffangvolumen erforderlich
R3
Doppelwandiger Tank
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I Anforderungen I1 Kontrollgänge oder Leckageerkennungssonde
I2 Alarm und Maßnahmeplan
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200 m³ Heizöl - EL
F2 + R2 + I1 +I2 alternativ
F1 + R3 + I1 +I2
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
F0 R0
Grundsatzanforderungen §3
I0
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Beispiel 2:
Lagerung von flüssigen Chemikalien:
Ammoniak gasförmig
WGK 2
Ammoniak in Wasser gelöst
WGK 2
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200 m³ Ammoniak gasförmig WGK 2 §13 Abs.1 der VAwS öffentlich rechtliche Vorschriften TRD Prüfpflicht da Gefährdungsstufe D TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
200 m³ Ammoniak in Wasser gelöst
WGK 2
Anhang 2 ist anzuwenden Analog zu Beispiel 1
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Beispiel 3 Kesselwasseraufbereitung Bei Zusatzstoffen der WGK 1 ab 3 % ist das ganze Kesselwasser WGK 1
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
Bei Zusatzstoffen der WGK 2 oder WGK 3 ab 0,2 % ist das ganze Kesselwasser wassergefährdend
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Bei Zusatzstoffen der WGK 2 oder WGK 3 die krebserregende Bestandteile enthalten ab 0,1 % ist das ganze Kesselwasser wassergefährdend
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Wassergefährdenden Stoffe in Dampfkesselanlagen
50 m³ Kesselwasser Hydrazin
WGK 3 + krebserregend
Durch Zudosierung von 0,1 % Hydrazin wird das Kesselwasser WGK 1 Anhang 2 Tab. 1 ist anzuwenden. TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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50 m³ Kesselwasser mit 0,1 % Hydrazin WGK1 F1 + R1 + I1
alternativ
F1 + R2 + I0
alternativ
F0+R3+I0 . TÜV Industrie Service GmbH • TÜV SÜD Gruppe
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Behälterbau Firma
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