Biogasanlagen aus Sicht der Feuerwehr - das-ib.dedas-ib.de/mitteilungen/Biogasanlage_Brandschutz_Feuerwehr_Gefahen... · LFG- & Biogas - Technology Vor tra g# Stachowitz, VII 2011

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S. 1

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DAS IB GmbHLFG - & Biogas - TechnologyBiogas-, Klrgas- und Deponiegastechnologie:

Beratung, Planung, ProjektierungSchulung von BetreiberpersonalSachverstndigenttigkeit u.a. nach 29a BImSchG

und ffentlich bestellter und vereidigter Sachverstndiger bei der IHK zu Kiel

Biogasanlagen

aus Sicht der FeuerwehrNina Pingel, Brandmeister

DAS IB GmbH, LFG- & Biogas - Technology, Kiel

DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.deFunktionsprinzip

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DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.deVorgrube / Entnahmebehlter

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DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.deFeststoffdosierung

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DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.deFermenter: Behlterinnenansicht:

Rhrwerk, Heizleitungen

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Fermenter: Behlterinnenansicht: Gurte und Netz unter Doppelmembrandach

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Hochfermenter

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Tunnelfermenter

Bioabfallvergrung der AWR in Borgstedt

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DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.dePumpenraum

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BHKW

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Inputstoffe

Nachwachsende Rohstoffe

Glle

Silage (Mais, Gras, Getreide,)

Getreide

Zuckerrben

Abfallvergrung

Bioabfall

Produktionsabflle

Schlachtabflle

.

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Outputstoffe

Grsubstrat / GrrestGllehnlich

flssig

ggf. warm (bis 40C, bei thermophilen Anlagen bis 55C)

ggf. hautreizend

ggf. ausgasend

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DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.deOutputstoffe

BiogasMethan (50 - 70 Vol.-%)

Kohlendioxid (30 bis 50 Vol.-%)

Schwefelwasserstoff (Spuren - 2 Vol.-%)

Wasserstoff (< 1 Vol.-%)

Ammoniak (< 2 Vol.-%)

Wasserdampf / Kondensat (2 - 7 Vol.-%)

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BiogasDichte 1,0 1,3 kg/m (bei 20C)

ggf. warm und dadurch leichter

UEG in Luft ca. 4,4 Vol.-% CH4OEG in Luft ca. 16,5 Vol.-% CH4Neigt zum Entmischen

Zndtemperatur 537C

Brennt nicht

solange der Sauerstoffgehalt < 11,6 Vol %

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Outputstoffe


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Brandlast durch Biogas

Beispiel BGA Gro Vollstedt:

Fermenter 1.000 m

Nachgrer 5.000 m (bei niedrigstem Substratfllstand)

Summe: 6.000 m

Bei 53 % CH4-Gehalt

5,3 kWh/Nm Brennstoffleistung => 31,8 MWh

Entspricht 3.000 kg Heizl

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Sauerstoff (O2):

Geruchlos, farblos

Dichte ca. 1,24 kg / m

Ntig fr Verbrennungsvorgnge

< 17 Vol % Sauerstoffmangel, darunter erst Verminderung der Leistungsfhigkeit bis Bewusstlosigkeit und Tod bei ca. 6 8 Vol %

deshalb > 20 Vol %,

S. 17

Stachowitz, VIII 2010

Personenschutz

DAS - IB GmbHLFG- & Biogas - Technologywww.das-ib.dePersonenschutz

Kohlenstoffdioxid (CO2):

Geruchlos, farblos

Nicht brennbar

Dichte ca. 2 kg / m

Ein erhhter CO2-Gehalt der Umgebungsluft verhindert die Abgabe von CO2 aus der Atemluft

MAK 5000ppm = 9.100 mg/m3 = 0,5 Vol %

ab 1 Vol % erste Beeintrchtigungen und Schdigungen

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Personenschutz

Methan (CH4):

Geruchlos, farblos


Hochentzndlich

100 % UEG, Ex = 4,4 Vol %;

Grenzwert: 20 % UEG = 0,9 Vol %

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Schwefelwasserstoff

Schwefelwasserstoff (H2S):

Farblos, Geruch nach faulen Eiern


Hochentzndlich (100 % UEG, Ex = 4,3 Vol %)

Sehr giftig kann kurzfristig zum Tod fhren

Lhmt den Geruchsnerv

AGW = 5 ppm

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Personenschutz

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Bindehautentzndung


Personenschutz

Wasserstoff (H2):

Geruchlos, farblos


Ungiftig

Hochentzndliches GasBildet mit Luft explosionsfhiges Gemisch (Knallgas)Bei hohen Ausstrmgeschwindigkeiten Gefahr der Selbstentzndung

100% UEG, Ex bei 4,0 Vol-%

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Personenschutz

Ammoniak (NH3):

Farblos, stechend riechend


Schwer brennbares Gas

AGW 20 ppm

stark reizende/tzende Wirkung auf Augen, Atemwege und Haut,Gefahr schwerer Augen- und Atemwegschdigungen

Konzentrationen von 1 Vol % wurden leichte Reizungen beobachtet, 3 Vol % ber wenige Minuten verursachten stechenden Schmerz mit Vertzung und Blasenbildung

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Ex-Zonen

Zone 0 Bereichen, in denen stndig mit dem Auftreten explosionsfhiger Gasgemische zu rechnen ist

Zone 1 Bereichen, in denen mit dem Auftreten explosionsfhiger Gasgemische zu rechnen ist

Zone 2 Bereichen, in denen selten mit dem Auftreten explosionsfhiger Gasgemische zu rechnen ist

(Einteilung gilt fr den / einen (Normalbetrieb) / FF: erwartungsmigen Betriebszustand)

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Ex-Zonen

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?Macht das Sinn?


S. 26

Regelmige Abluftmessungen wg. Gasdichtigkeit des Zwischendachs

Gasdicht? Ex-Zone?

Risiken von Biogasanlagen: explosionsfhige Atmosphre

berdruck-/Unterdrucksicherung am Fermenter

Durchfhrungen durch die Fermenterwand

Austritt der Luft zum Aufblasen des Fermenterdachs

Ex-Zonen


ExZonen: Stopfschnecke Feststoffdosierer

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Direkt an der Wellendurchfhrung 1 Vol.-%

20 cm entfernt 50 ppm

Gemessen bei Windstrke 4 in Windrichtung


X 2010

ExZonen:Anforderungen an Hersteller und Arbeitgeber

99/92/EG (ATEX 137) BetrSichV

Arbeitgeber / BETREIBER

Festlegung der Zoneneinteilung

Auswahl geeigneter Betriebsmittel

Konkret: 650 m3/h Abblasen ergaben ca. 3,25 MWthca. 1 m 100 % UEG Methan und hher

Ca. 3 m kein Nachweis bzw. ppm


Ex-Zonen

Gegenmanahmen:

Einbau geschtzter Bauteile (z.B. Metechnik am Fermenterkopf)

Antistatische Kleidung

Funken- /Ex-geschtztes Werkzeug

Lften (ggf. autom. im BHKW)

Frei-Messen

Nicht rauchen, kein offenes Feuer

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Ex-Zonen

Ex-Zonen-Plne / Ex-Schutz-Dokumente

beschreiben den Normalbetrieb,

ggf. Wartung, Inbetriebnahme und Auerbetriebnahme

Frage:

Kommen wir bei Normalbetrieb?

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Vortrag #

Stachowitz, VII 2011

Vermeidung von Explosionen nach 11 (2) Gefahrstoffverordnung, 26.XI.2010

PrimPrimrer Explosionsschutz:rer Explosionsschutz:DurchVermeidung der Bildung explosionsgefhrlicherAtmosphre

z.B.:Gasanlage betriebsmig optimieren und berwachen,Inertisieren,Sicherheitstechnische berwachung d.h. Konzentrationsbegrenzung unterhalb der unteren oder oberhalb der oberen Explosionsgrenze, Lften & Messen

SekundSekundrer Explosionsschutzrer ExplosionsschutzDurchVermeidung der Zndung explosionsgefhrlicher AtmosphreZndquellen siehe - > TRBS 2152 Teil 3 (Mrz 2010)EN 1127-1

TertiTertirer Explosionsschutzrer ExplosionsschutzDurchVermeidung / Verminderung der Auswirkungz.B. Druck(sto)festes Material


Ex-Zonen

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Weitere brennbare Stoffe

Schmierl

Zndl

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Weitere brennbare Stoffe

Schaltschrnke

Motoren

Batterien

Trafos

..

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Elektrizitt

Versorgungsspannung 400 V

Generator Trafo 400 V

Trafo Netz 10 20 kV

(Standard)

Sicherheitsabstnde beachten:

< 1 kV 1m / 5m

> 1 kV 5m / 10m

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Brandbekmpfung

BiogasBrennendes Gas explodiert nichtnicht lschen, solange die Gaszufuhr nicht

abgesperrt ist

BHKWGasleitung absperren, Not-Aus bettigenLschen mit Pulver, Schaum, CO2

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Brandbekmpfung

Schaltraum, Niederspannungsverteilung, TrafoGasleitung absperren, Not-Aus bettigen

Lschen mit CO2

GebudeLschen mit Wasser, Pulver, Schaum, CO2Anlagenteile, besonders Gaslager vor Funkenflug &

Wrmestrahlung schtzen(Quelle: Merkblatt M-001- Brandschutz bei Biogasanlagen)

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Elektrizitt / BHKW abschalten

(Zumindest Mittelspannung)

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Sonstige Gefahren

UmweltgefahrenChemikalien

Glle, Grsubstrat

Gesundheitsgefahrendurch

Grsubstrat

Gase

Hygienisch bedenkliche Stoffe

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Sonstige Gefahren

CO2 in Schchten

(Kondensatschacht,

Sickersaftschacht)

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Gefahrenmatrix

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? ??? ?? ?? ?


Vorbeugender Brandschutz

Ansprechpartner im Notfall

Feuerwehrplne / Brandschutzkonzept

Anfahrtswege, Zufahrten

Zugnge (Schlssel)

Lschwasserversorgung

Ortskenntnis !!

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Feuerwehrplan

Ex-Zonen

Raster

Lschwasserversorgung

Absperrmglichkeit Gasleitung

Lager brennbare Stoffe

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Feuerwehrplne

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Flucht und Rettungswege sowie Sammelpltze im Havariefall nicht vergeen


Hilfsmittel im Einsatz

Windsack

Gasmegert

Ex geschtztes Funkgert

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Arbeitskleidung kann Leben retten!

Bringen Sie sich nicht unntig in Gefahr

Hilfsmittel im Einsatz


S. 48

Ausfhrungshighlights ohne Schden, bis dato

Schden an Biogasanlagen


S. 49

Ausfhrungshighlights ohne Schden, bis dato



S. 50

Ausfhrungshighlights ohne Schden, bis dato Kondensatschacht Zone 0




Vortrag # 8, S.51


52

Explosion in einer GVS

Was fehlt

??


S. 53

Biofilter, Innenansicht

Photos: je zweimal Toni Baumann,

re Umwelttechnik Bojahr

Abgasleitung (re), Gasleitungen (oben), Khlung BHKW



S. 54

Arbeiten im Schacht am Fermentergasraum ohne Meungen und Lftung und wie htten Sie gearbeitet bzw. gerettet?

Bild - Quelle:

Mit freundlicher Genehmigung

Toni Baumann I2008

Verpuffung in einem Schacht



S. 55

Gasfreisetzungen beachten



S. 56

Hhe zur Decke? Isolierung?

Abgas-temperaturen,

Abgasmengen

Undichte Abgasleitung unten

Mrz 2009

Ursache:* zu geringe Abstnde zu

Holzkonstruktionen* Undichte Abgasrohre* lspritzer



S. 57

IX 2010

BGA Brandschden mangelnde Wartung / Fehlerabstellung (Ursache) und die Wirkung


S. 58

Brandschaden / Explosionsschaden

August 2010

Undichter Gassack Brand zwischen den Querlftungen erlosch bei ca. 60 % Restfllstand im Gassack, da nichtgengend O2 mehr vorhanden war.

Gasexplosion lst Groeinsatz der Feuerwehr ausBGA Ruderatshofen bei Irsee (Ostallgu) Schweierlaubnisscheine ? Freimessungen ?



S. 59

Risikoanalyse .. Restrisiko, Rettungskrfte Gasaustritt groflchig



S. 60

Gasspeicherfolie geflickt Biogas im Zwischendach Austritt ber Zuluftgeblse Explosion im Betriebsraum

Bild - Quelle:

Mit freundlicher Genehmigung

R. Lange, Ing.consult April 2007

Explosion im Betriebsraum einer BGA



S. 61

Schwefelwasserstoff (H2S): Personenschutz

MAK 10ppm AGW 5 ppm = 7 mg/m3 = 1 / 2000 Vol % und Ex bei > 4,3 Vol % bis 45,5 Vol %

Experten haben mit der Suche nach der Ursache fr das schwere Unglckin einer Biogasanlage in Rhadereistedt bei Zeven (Kreis Rotenburg) begonnen. Die Gutachter sollen die Anlage wie auch die chemische Zusammensetzung der dort verarbeiteten Stoffe untersuchen, sagte ein Polizeisprecher. Bei dem Unfall am 8. November 2005 kamen vier Menschen durch Einatmen von hochkonzentriertem Schwefelwasserstoff ums Leben.

Nur mit schweren Atemschutzgert konnten die Helfer das Gelnde betreten. Foto: zz



Literaturhinweise

Merkblatt M-001-Brandschutz bei Biogasanlagen

(Fachverband Biogas, www.biogas.org)

www.das-ib.de

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Ich bedanke mich fr Ihre Aufmerksamkeit !

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