Flüssiggas - Brand- und EX-Schutz

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1 FLAGA GmbH Flaga Straße 1 A-2100 Leobendorf FLÜSSIGGAS Produkt-Informationen Arten von Flüssiggasbeh ssiggasbehältern Brand- und Explosionsschutzthemen Sicherheitskonzept eines Flüssiggaslagers Erstellt von: Dipl.-Ing. (FH) Dr. Emmerich Grabler Stand: Dezember

2 PRODUKT-INFORMATIONEN Gewinnung PRODUKTION: Flüssiggas wird zunächst schon direkt bei der Rohölf lförderung durch Entgasung des Rohöls gewonnen. Flüssiggas fällt f zudem als flüssiger Anteil bei der Erdgasförderung rderung an. In Österreich von großer Bedeutung ist auch jenes Flüssiggas, das bei der Verarbeitung des Rohöls in der Raffinerie als ein energetisch hochwertiges Produkt gewonnen wird. Bei der Verarbeitung von Rohöl l fallen ca. 3 Gewichts-% % Flüssiggas (= Kohlenwasserstoffgas) an. Davon sind ca.: 2/3 BUTAN ( C 4 H 10 ) und 1/3 PROPAN ( C 3 H 8 ) 2

3 PRODUKT-INFORMATION Was ist Flüssiggas? Als Flüssiggas werden die Gase PROPAN und BUTAN sowie auch deren Gemische bezeichnet. Der an sich widersprüchliche Begriff FLÜSSIGGAS kommt daher, da sich diese Gase bei verhältnism ltnismäßig niedrigem Druck und Normaltemperatur verflüssigen lassen. Bei Druckentlastung vergasen sie sofort wieder. Diese Eigenschaft gestattet die Lagerung von großer Energiemenge in kleinen Behältern. 3

4 PRODUKT-INFORMATION Zusammensetzung Flüssiggase werden in Österreich durch die ÖNORM C 1301 (bzw. der DIN 51622) klassifiziert. Das heißt: Egal aus welchen Ländern L der Welt das Flüssiggas importiert wird oder ob es in Österreich gewonnen wird, es muss immer der vorgeschriebenen Zusammensetzung der ÖNORM C 1301 entsprechen. Somit kann immer ein gleichbleibender Heizwert und ein gleichbleibender Emissionswert gewährleistet werden. Wassergehalt: Flüssiggas muss frei von ungelöstem Wasser sein (0 C). Antifreezing-Zusatz Zusatz: Methanol-Zugabe als Frostschutzmittel ist zulässig, bis max mg/kg, siehe Kap. 6.3 Tab. 2 ÖNORM C 1301 Anmerkung: Dafür r ist eine Giftlizenz notwendig! 4

5 PRODUKT-INFORMATION Propan Englische Bezeichnung für Flüssiggas: LPG... PROPAN Liquefied Petroleum Gas ( verflüssigtes Gas ; Propan, Butan und d. Gemische) das zumeist verwendete Flüssiggas in Österreich zum Heizen, Kochen, Grillen, Flämmen, als Treibgas für Hubstapler und verschiedene andere Techn. Zwecke Valenzstrichdarstellung des Propan-Moleküls (Reinstoff), chemische Summenformel: C 3 H 8 5

6 PRODUKT-INFORMATION Propan EIGENSCHAFTEN von PROPAN Hochentzündliches Gas, liegt in 2 Phasen vor (flüssig, gasförmig) Zündfähiger Bereich: ~2,1 9,5 vol-% mit Luft; Zündtemperatur: ~450 C; Zündenergie ~0,26 mj Unter Druck und Normaltemperatur in geschlossenen Systemen verflüssigt (Tank, Flasche, Leitung) In der Gasphase: Schwerer als Luft (Dichte ca. 2,0 kg/m³) In der Flüssigphase: Dichte ~510 kg/m³(ca. die Hälfte von Wasser) Dehnt sich unter Erwärmung stark aus (max. Füllgrenzen beachten) Stark steigender Dampfdruck bei Erwärmung Bei Austritt von Flüssigphase starke Abkühlung (bis 42 C) Gut wahrnehmbarer Geruch (Odorierung) 6

7 PRODUKT-INFORMATION Aggregatzustände Flüssiggas ist unter normalen Voraussetzungen in zwei Aggregatzuständen anzutreffen: 1.) Unter Druck und Normaltemperatur FLÜSSIG 2.) Nach Druckentlastung GASFÖRMIG 3.) Nur nach extrem starker Abkühlung FEST In den festen Zustand kann Flüssiggas nur durch Abkühlung auf äußerst tiefe Temperaturen gebracht werden, z.b. für f r Propan C 3 H 8 sind das etwa -189 C! 7

8 PRODUKT-INFORMATION Verdampfung Der Sicherheitsfreiraum (10% oder 15%) dient aber auch zur Verdampfung des Flüssiggases. Die Verdampfung ist der Übergang vom flüssigen in den gasphasigen Zustand Bei der Verdampfung entzieht das Medium sich selbst und seiner Umgebung Wärme. W Wird nun mehr Gasphase entnommen als Wärme W in das Medium eindringen kann, so kühlt k das Medium ab und gleichzeitig sinkt der Druck im Behälter. 8

9 PRODUKT-INFORMATION Darstellung der Verdampfung 9

10 PRODUKT-INFORMATION Siedeprozess SIEDEPUNKTE Siedepunkte von Flüssiggasen Propan: - 42 C Butan: - 1 C Das heißt, Propan beispielsweise, beginnt bei einer Temperatur von -42 C C bereits zu verdampfen und ist daher auch bei tiefen Temperaturen als Brenngas einsatzfähig! 10

11 PRODUKT-INFORMATION Gefahren bei inhalativer Aufnahme FLÜSSIGGAS IST NICHT GIFTIG! Es kann jedoch beim Einatmen in gasphasigem Zustand leicht narkotisierend wirken. Weiters ist zu beachten, dass beim Einatmen von reinem Flüssiggas keine Atemluft (Sauerstoff) vorhanden ist und es dadurch zum Erstickungstod kommen kann. 11

12 PRODUKT-INFORMATION Heizwert Flüssiggas, gasphasiger Zustand, ist ein Energieträger ger mit einem sehr hohen Heizwert (unterer Heizwert H i ) Der H i von Propan beträgt: ca. 12,87 kwh/kg (46,33 MJ/kg) und somit ca. 25,90 kwh/m³ (1 m³ m ~2,0 kg) Der H i von Butan beträgt: ca.12,20 kwh/kg (45,72 MJ/kg) und somit ca. 33,72 kwh/m³ (1 m³ m ~2,7 kg) 12

13 PRODUKT-INFORMATION Verhalten bei Gasausströmung Flüssiggas ist im gasphasigen Zustand schwerer als Luft, wird bei Ausströmung daher zuerst dazu neigen, zu Boden zu sinken und sich für f r eine Zeit lang in Vertiefungen anzusammeln. BODENSENKE KANAL- SCHACHT KELLERRAUM 13

14 PRODUKT-INFORMATION Expansionsverhalten der flüssigen Phase Volumenerhöhung hung beim Flüssigaustritt auf gasförmig: um das 260-fache 1 Liter flüssiges Propan bei +10 C C wird zu 260 Liter Gasphase 1 kg (= ca. 2 Liter): Propan - ca. 520 Liter Butan - ca. 380 Liter 1 kg Flüssiggas im flüssigen Zustand freigesetzt, verdampft zu einer Gaswolke von mehr als einem halben Kubikmeter. GAS FLÜSSIG ~½m³ 1kgPROPAN 14

15 PRODUKT-INFORMATION Dampfdruck DAMPFDRUCK Der Dampfdruck ist sehr von der Gastemperatur und auch vom Flüssiggas ssiggas-gemisch abhängig. Propan hat einen wesentlich höheren heren Dampfdruck als z.b. Butan = Campinggas,, bei niedrigen Temperaturen unter -1 C C hat reines Butan keine Verdampfung mehr. 15

16 BEHÄLTERARTEN Ortsbewegliche und ortsfeste Behälter Flüssiggasbeh ssiggasbehälter werden unterteilt in: ortsbewegliche Behälter - Kleinflaschen (bis 15 kg, bspw. 5 kg, 11 kg) - Großflaschen (bspw. 33 kg) - Tankwagen-Tanks Tanks - Kesselwagen-Tanks ortsfeste Behälter - stationäre Tanks (1,2 t, 2,1 t, etc.) 16

17 BEHÄLTERARTEN Kleinflaschen FLÜSSIGGAS SSIGGAS-FLASCHEN (Ortsbewegliche Behälter) KLEINFLASCHEN: Kleinflaschen sind vorwiegend mit Füllmengen F von 5 kg, 10 kg und 11 kg anzutreffen (Flaschen aus Stahl-,, Aluminium- oder Verbundwerkstoffen {Kunststoff, Compositflaschen }). Die Kleinflasche ist meist mit einer im Flaschenventil eingesetzten Dichtung ausgestattet, es muss daher am Gasregler keine weitere Dichtung angebracht werden! ACHTUNG: Es sind unterschiedliche Anschluss- und Dichtungssysteme von Firmen marktüblich! 5kg 11kg Kleinflaschen 17

18 BEHÄLTERARTEN Großflaschen FLÜSSIGGAS SSIGGAS-FLASCHEN (Ortsbewegliche Behälter) GROSSFLASCHEN: Großflaschen sind vorwiegend mit einer Füllmenge von 33 kg anzutreffen. Die Großflasche hat keine Dichtung im Flaschenventil, es muss daher immer am Gasregler (bzw. am reglerseitigen Anschluss Federrohr )) eine Dichtung montiert werden! Großflaschen sind für f r den Betrieb von Flüssiggas ssiggas-außenanlagen einzusetzen. 33 kg Großflaschen 18

19 BEHÄLTERARTEN Aufstellungsbedingungen Ortsbewegliche Druckbehälter (vgl. G 2/5) - Gasflaschen mit Füllmengen 5, 10, 11, 15, 33 kg - Flaschen bis 15 kg: vorwiegend für Haushalt/Freizeit Heiz- und Kochgeräte, Griller, etc. Tauchrohrflaschen für Motorbetrieb (z.b. Hubstapler) - Flaschen mit 33 kg: GVE mit höheren Anschlusswerten Einsatz in Gewerbe und Industrie Aufstellungsbedingungen - aufrecht stehend verwenden (außer Motorgasflaschen) - nicht unter Erdgleiche aufstellen - nicht in Räumen mit Zündquellen - nicht in Stiegenhäusern und auf Fluchtwegen - etc. Tauchrohr in die flüssige Phase 19

20 Flüssiggas - Brand- und EX-Schutz BEHÄLTERARTEN Anwendungen 20

21 BEHÄLTERARTEN Dichtheitsprüfung am Flaschenanschluss 21

22 BEHÄLTERARTEN Ortsfeste Behälter (Tanks) FLÜSSIGGAS SSIGGAS-LAGERTANKS Unterteilung hinsichtlich der Aufstellung: OBERIRDISCH ERDGEDECKT HALBOBERIRDISCH 22

23 BEHÄLTERARTEN Tanks, oberirdisch FLÜSSIGGAS SSIGGAS-LAGERTANKS OBERIRDISCHER FLÜSSIGGASTANK, Inhalt Liter (1,2 t Propan) 23

24 BEHÄLTERARTEN Tanks, erdgedeckt FLÜSSIGGAS SSIGGAS-LAGERTANK (Ortsfeste Behälter) ERDGEDECKTER FLÜSSIGGASTANK, Inhalt Liter (2,1 t Propan) 24

25 BEHÄLTERARTEN Aufstellungsprinzip FLÜSSIGGAS SSIGGAS-LAGERTANKS (Ortsfester Behälter, erdgedeckt) AUFSTELLUNGSPRINZIP einer UF-Fl Flüssiggastankanlage 25

26 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ FLÜSSIGGAS SSIGGAS-FLASCHENLAGER 1. Kennzeichnung der Ex-Zone Kennzeichnung von Explosionsschutzzonen isd. 13 FGV 2002 Symbole gemäß KennV, BGBl. II Nr. 101/ Hinweis auf die max. Gesamtlagermenge in kg FLÜSSIGGAS Max. Lagermenge: 500 kg isd. 13 FGV Kennzeichnung der VOLL LEER isd. 46 FGV 2002 Lagergruppen (getrennte Lagerung von Leer- u. Vollflaschen) 26

27 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ FLÜSSIGGAS SSIGGAS-TANKLAGER 1. Kennzeichnung Hinweis auf Flüssiggasanlage mit Angabe der max. Lagermenge in kg 2. Kennzeichnung der Ex-Schutzzone Feuer, offenes Licht und Rauchen verboten 2105 kg FLÜSSIGGAS-ANLAGE Hochentzündlich Zutritt für Unbefugte verboten Flüssiggas-Emblem Aufstellungsort: am Gartenzaun oder in der Hauseinfahrt von der Straße gut sichtbar, zusammen mit Gewichtsangabe Farbe: schwarz/weiß Maße: 41,5 x 48,5 cm Kennzeichnung der Schutzzone Kennzeichnung von Explosionsschutzzonen Aufstellungsort: am Rand der Schutzzone (5 m) isd. 13 FGV 2002 Farbe: schwarz/gelb Symbole gemäß KennV, BGBl. II Nr. 101/1997 Maße: 30 x 20 cm Warnung vor explosionsfähiger Atmosphäre 3. Kennzeichnung des GASHAUPTVENTILS (vor Gebäudeeintritt) ZU AUF Hauptventil Kennzeichnung des Hauptabsperrventils Aufstellungsort: bei Ventil vor Hauseintritt Farbe: schwarz/gelb Maße: 12 x 9,5 cm 27

28 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ EX-Zonen Beispiel für f r Explosionsschutzzonen einer Flüssiggasanlage Flaschenanlage 4 x 33 kg Flaschen im Flaschenschrank an der Hausaußenwand (Außenanlage) Anmerkung: Ex-Zone 1: im Schrank, Ex-Zone 2: R = 1 m Kriechweg: 3 m (siehe 58 u. 59 FGV) 28

29 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ EX-Zonen Beispiel für f r Ex-Schutzzonen einer Flüssiggastankanlage (Draufsicht) Unterflur-Tankanlage R I = 1 m um den Domschacht R II je nach Tankvolumen bis Liter: 3 m > bis Liter: 5 m über Liter: 10 m (siehe 3 DBA-VO 1998) Bei Oberflurtanks sind weiters Brandlasten zu berücksichtigen Zone 2 RII = 3 m Zone 1 RI = 1 m 29

30 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ EX-Zonen Beispiel für f r Explosionsschutzzonen einer Flüssiggasanlage Unterflur-Tankanlage Ex-Schutzzonen Abstände R I und R II Seitenansicht (Schnitt) 30

31 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ EX-Zonen Beispiel für f r Explosionsschutzzonen einer Flüssiggasanlage Oberflur-Tankanlage Ex-Schutzzonen Abstände R I und R II Seitenansicht (Schnitt) 31

32 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ EX-Zonen Beispiel für f r die Verringerung der Explosionsschutzzonen einer Flüssiggasanlage Oberflur-Tankanlage Schutzmauer - gasdicht - nichtbrennbar 32

33 BRAND- UND EXPLOSIONSSCHUTZ Schutz vor Brandlasten Beispiel für f r den Schutz eines OF-Tanks gegen eine Brandlast Oberflur-Tankanlage Brandwand zum Schutz gegen Wärmeeintrag aus einer Brandlast Zutreffend für f oberirdische Flüssiggastanks 33

34 SICHERHEITSKONZEPT Sicherheits-Philosophie der Flaga Gruppe Europa 1. MITARBEITER: Kein Mitarbeiter kommt am Arbeitsplatz zu Schaden 2. BETRIEBSANLAGEN: Keine Betriebsanlagen werden beschädigt 3. UNFALLPRÄVENTION: Alle Unfälle können präventiv verhindert werden 4. GESETZE und NORMEN: Sicherheitsstandards werden rechtskonform eingehalten 34

35 SICHERHEITSKONZEPT in einem Seveso-Betrieb Betriebsanlage, welche dem Abschnitt 8a GewO unterliegt (Industrie-Unfall-Verordnung) Für Flüssiggaslagerung: Schwelle 1: ab 50 t Schwelle 2: ab 200 t 35

36 SICHERHEITSKONZEPT Sicherheits-Management-System (SMS) 3 Säulen in der Umsetzung in einem FLAGA-Flüssiggaswerk UMSETZUNG des SMS Sicherheits- Einrichtungen Schulung und Unterweisung Dokumentation der Aktivitäten 36

37 SICHERHEITSKONZEPT Techn. Sicherheitseinrichtungen in einem Flüssiggaswerk Flüssiggaswarneinrichtungen - Gasmessfühler, kalibriert auf Propan (meist 2 Werte) Voralarm: 20 % UEG (optische u. akustische Anzeige) Hauptalarm: 40 % UEG (Abschaltungen, bspw. Ventile) Brandmeldeeinrichtungen (Flammen- u/o Brandrauchmelder) Berieselungsanlagen (vorwiegend für große Oberflurbehälter) Schnellschlussventile (am Behälter u/o in der Gasrohrleitung) - federkraftschließend (pneumatisch, elektrisch) Abreißkupplungen (bspw. bei Schlauchleitungen) Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) - automatische Systemüberwachung mit Notabschaltungen NOT-AUS (mechanische Schlagtaster) 37

38 SICHERHEITSKONZEPT Techn. Sicherheitseinrichtungen in einem Flüssiggaswerk 38

39 SICHERHEITKONZEPT Vorbeugender Brandschutz in Flüssiggaslagern Lagerbereiche und stationäre Flüssiggastankanlagen sind im Brandschutzplan einzuzeichnen Brandbekämpfungs- und Evakuierungsmaßnahmen sind festzulegen sowie praktische Übungen durchzuführen Zur Ersten Löschhilfe muss mindestens ein tragbarer Feuerlöscher (Brandklasse A, B, C) mit mind. 6 kg Füllmenge vorhanden sein Daneben kann auch Wasser zum Löschen und Kühlen verwendet werden. Bei größeren Lagermengen wird die Anzahl der Feuerlöscher behördlich vorgeschrieben Vor der Durchführung von Heißarbeiten ist ein Freigabe ("Heißarbeitsschein" nach TRVB O 119) durch eine fachkundige Person erforderlich 39

40 SICHERHEITSKONZEPT Brandfall im oder in der Nähe des Flüssiggaslagers Grundsätzlich ist zu sagen: Wenn ein Behälter leck ist und das ausströmende Gas bereits brennt (aus dem Leck oder aus dem SV), sollten die Flammen nicht sofort gelöscht werden! BRENNENDES GAS - KEINE GEFAHR da kontrollierbar UNVERBRANNTES GAS - EXPLOSIONSGEFAHR da nicht kontrollierbar Entsteht in der Nähe eines Flüssiggaslagers ein Brand, so sind - alle Absperreinrichtungen zu schließen, - Behälter aus dem Gefahrenbereich zu entfernen bzw. - aus sicherer Entfernung zu kühlen (Flaschen, Oberflurtanks) 40

41 SICHERHEITSKONZEPT Löschmittel für Flüssiggasbrände Erste und erweiterte LöschhilfeL Feuerlöschger schgeräte (Pulver A, B, C) Für r die Einsatzkräfte (Feuerwehr) SCHÄUME (Leichtschaum, Schwerschaum) LÖSCHPULVER (geeignet für f r Gasbrände, C) CO 2 WASSER 41

42 SICHERHEITSKONZEPT Maßnahmen bei Störfällen AUSSTRÖMEN VON FLÜSSIGGAS DURCH AUSSTRÖMENDES FLÜSSIGGAS KANN OHNE VORHANDENSEIN EINER ZÜNDQUELLEN Z KEIN BRAND ENTSTEHEN! ES IST DAHER IM FALLE EINER GASAUSSTRÖMUNG EINE ABSOLUTE NOTWENDIGKEIT, IM UMKREIS DER AUSTRITTSSTELLE (SCHUTZZONE) DIE AUFMERKSAMKEIT AUF DIE BESEITIGUNG UND VERMEIDUNG VON ZÜNDQUELLEN ZU LENKEN! Generell: Je nach Gefahrensituation Feuerwehr alarmieren! ÖVFG-Serviceline (24 h): ÖVFG Österreichischer Verband für Flüssiggas 42

43 SICHERHEITSKONZEPT Maßnahmen bei Störfällen Persönliche Schutzausrüstung stung (Empfehlung): Schutzhandschuhe (insbesondere bei flüssigem Austritt) Antistatische Bekleidung (Gefahr elektrostatischer Funken) Besondere Schutzbekleidung (bei flüssigem Austritt) Dichtschließende Augenbrille (bei flüssigem Austritt) Umluftunabhängiger Atemschutz (bei gasgefüllten Räumen) Anmerkung: Die Berührung mit flüssiger Phase von Propan (-42 C) kann zu Kaltverbrennungen führen! 43

44 SICHERHEITSKONZEPT Vorschriften des Ex-Schutzes (ATEX-RL) 44

45 SICHERHEITSKONZEPT Vorschriften des Ex-Schutzes Anforderungen an elektrische Betriebsmittel in Ex-Bereichen von Flüssiggaslagern: ATEX Richtlinie 94/9/EG Ex-Zonen: ZONE 1, ZONE 2 (Zone 0 tritt im Betrieb nicht auf) Beispiel für ein Elektrogerät, eingesetzt im Ex-Bereich einer Lager- oder Abfüllanlage für Flüssiggas-Propan: II 2G Ex d ia mb IIC T4 Gb (2G geeignet für Zone 1) 45

46 SICHERHEITSKONZEPT Vorschriften des Ex-Schutzes Besondere Vorschriften über Brand und Explosionsschutz: Für elektrische Anlagen innerhalb der Ex-Zonen von Flüssiggaslagern gilt die ÖVE/ÖNORM E 8065 (Errichtung elektr. Anlagen in explosionsgefährd. Bereichen) Elektrische Anlagen in Explosionsschutzzonen sind mindestens jährlich durch eine geeignete fachkundige Person auf ihren einwandfreien Zustand prüfen zu lassen Anmerkung: Änderungen in den Vorschriften (Europäische Richtlinien, Gesetze, Verordnungen, Normen etc.) sind hier stets zu beachten! 46

47 Danke für f r die Aufmerksamkeit! 47