Projectschets 1
Loszone
Productie
Opslag
SRF
Risico’s ?
Brandmuur
Stofexplosie => loszone + productie + opslag
Broei => opslag
Uitslaande brand => volledige site
Opdracht :
De risico’s op thermische en biologische broei onderzoeken
Voorstellen uitwerken ter vermijding / controle van brand in de opslagloods van lichte shredder fluff (LSF).
Type afvalstromen 2
Bouw- en sloopafval
Zeefzanden (SZZ)+ licht organische bestanddelen (LOF) van sorteerinstallaties van gemengd bouw-en sloopafval
Verwerking autowrakken en bedrijfsschroot => 3 fracties
Lichte shredder fluff (LSF): 25% (massa %)
De afzuiging van de shredder voert de lichte fractie af ,“Fluff” genoemd.
Bestaat uit PUR-schuim van zetels en bumpers, roest, textiel, vezels, lakresten, ...
Ijzerschroot
Non-ferro mix
Opslag afvalstromen 3
Kenmerken opslag:
Niet homogene opslag
Opslagruimte niet verwarmd
Verwerking afvalstromen 4
2 sorteerlijnen:
Lichte shredder fluff (LSF)
Licht organische fractie (LOF) + zeefzanden (SZZ)
Proces : Organische hoogcalorische fractie wordt ontdaan van ferro, nonferro, PVC en inerte materialen d.m.v.
Zeefinstallaties
Magneet- en electromagneetafscheiding
Wervelstromen
Eindproducten :
Solid recovered fuel (SRF)
-> brandstof cementindustrie
-> WKK
PVC
Ferro/non-ferro
...
Analyse stofexplosie/zelfontsteking 5
Fijne fractie (korrelgrootte < 63 µm)
Testen
Belang / Doelstelling test
Resultaat / waarneming
Screening test explosief/niet-explosief
Bepalen of een stof al dan niet explosief is.
Glimtemperatuur van een stoflaag
De glimtemperatuur beschrijft het gevaar inzake ontsteking van een vlakke stoflaag op een heet oppervlak.
Relatieve zelfontstekingstemperatuur
de relatieve zelfontstekingstemperatuur van een poeder in een hete luchtstroom bepalen. Hij wordt toegepast op poeders die gedurende korte tijd onderworpen worden aan verhoogde temperaturen in een luchtstroom. Uit deze test kan de toelaatbare temperatuur aan de inlaat van bijvoorbeeld een droger bepaald worden. Bepalen van laagste temperatuur waarbij een stof een exotherme reactie vertoont. De vrijgestelde warmte zorgt voor verdere opwarming van het materiaal (= zelfverhitting) wat uiteindelijk kan leiden tot zelfontbranding. De reactiviteit (=brandbaarheid) van een poeder (stof) bepalen
Voor geen enkele concentratie werd een drukverhoging van 0.5bar vastgesteld bij een ontstekingsenergie van 2000Joule . => stof (in verschillende concentraties) is niet explosief. Bij een temperatuur van 310°C worden gloeinesten vastgesteld. Een exotherm front plant zich voort doorheen de poederlaag. De dampen die gevormd worden, kunnen aangestoken worden door middel van een externe ontstekingsbron. De exotherme overgangstemperatuur bedraagt 190°C. Vanaf 190°C stijgt de temperatuur sneller dan 1°C/min en loopt verder op tot een maximale temperatuur van 472°C.
Hot storage test Volgens EN 15188
Brandbaarheidsklasse van een poeder volgens DIN VDI 2263
Er werden geen exotherme reacties waargenomen die aanleiding kunnen geven tot ontsteking => zelfontstekingstemperatuur > 140°C
Brandbaarheidsklasse = 3 => plaatselijk gloeien met beperkte uitbreiding.
Bespreking resultaten : • • •
De fijne fractie van de afvalstromen kan als “niet explosief” worden beschouwd. De fijne fractie bevat brandbare componenten die kunnen bijdragen tot de ontwikkeling van een brandhaard. Branden ontstaan in deze materialen zullen zich eerder als smeul-of broeibranden gedragen en pas in een later stadium overgaan in uitslaande branden.
Analyse stofexplosie/zelfontsteking 6
Grove fractie (korrelgrootte > 500 µm)
Testen
Belang / Doelstelling test
Resultaat / waarneming
Hot storage test Volgens EN 15188 = Classificatie procedure voor producten gevoelig aan zelfontsteking
Bepalen van laagste temperatuur waarbij – onder geïsoleerde omstandigheden - een stof een exotherme reactie vertoont. De vrijgestelde warmte zorgt voor verdere opwarming van het materiaal (= zelfverhitting) wat uiteindelijk kan leiden tot zelfontbranding. De reactiviteit (=brandbaarheid) van een poeder (stof) bepalen
Er werden geen exotherme reacties waargenomen (bij max. temperatuur van 140°C) die aanleiding kunnen geven tot ontsteking => zelfontstekingstemperatuur > 140°C
Brandbaarheidsklasse van een poeder volgens DIN VDI 2263
Brandbaarheidsklasse = 4 => uitbreiden van gloeien. Bij ontsteking door een gasvlam ontstaan gloeinesten die langzaam uitbreiden.
Bespreking resultaten : • •
De grove fractie bevat brandbare componenten die kunnen bijdragen tot de ontwikkeling van een brandhaard. Branden ontstaan in deze materialen zullen zich eerder als smeul-of broeibranden gedragen en pas in een later stadium overgaan in uitslaande branden.
Broei 7
Broei
Biologische broei - CO2 + ∆T; (CO)
Thermische broei - CO, H2,KW,NOx
Enzymatische warmteproductie
Microbiologische warmteproductie
( T°< 30°C)
(8°C
Chemische oxidatie
Exotherme reactie : een chemische of biologische reactie waarbij warmte vrijkomt
Brandontwikkeling
Zelfontstekingstemperatuur
Factoren die broei beïnvloeden 8
8
De gevoeligheid voor broei :
Materiaalafhankelijke variabelen:
Temperatuur
Vochtgehalte => belangrijkste parameter !!!
Deeltjesgrootte
Reactiviteit voor zuurstof
Katalytische effecten
Micro organismen
Opslagafhankelijke variabelen:
Opslag geometrie
Ventilatie en porositeit
Homogeniteit
Duur van opslag
Preventieve maatregelen 9
Katalytische effecten en micro-organismen
9
Vochtigheid
Zo droog mogelijk opslaan < 15%
Geometrie van de opslag
oppervlakte /volumeverhouding zo groot mogelijk
Opslaghoogte beperkt houden -> druk
Homogeniteit / vochtgehalte
broei in overgang zones met # eigenschappen => homogeen opbouwen
Materialen met duidelijke verschillen in vochtgehalte, samenstelling en/of korrelgrootte => niet samen opslaan.
Duur van opslag
diversiteit en afkomst afvalstromen => onmogelijk
broeiproces langzaam => zo kort mogelijk opslaan : “first in first out” principe
Temperatuur
zo laag mogelijk, ruimtelijke ventilatie (in combinatie RWA)
Correctieve maatregelen 10
10
Detectie => vroegtijdige detectie + lokalisatie “hot spots”
Detectie biologische broei (fase 1)
CO2 + T°C stijging (moeilijk -> temperaturen verschillen per locatie)
Ontbreken van CO
Detectie chemische broei (fase 2)
Typische reactieproducten van onvolledige verbranding : CO / H2 / KW
Ideaal : Thermische detectie + gasdectie + rookdetectie -> multisensor type OTC ( Optical,Thermal,Chemical)
Thermisch :
oppervlakte temperatuur + temperatuur in massa
Infraroodmeettoestel + temperatuursensor (operator)
Rook + gasdetectie
!!! Meting bemoeilijkt door ventilatie
Continue screening van vrijkomende gassen
Correctieve maatregelen 11
11
Blussen broeinesten / branden
Verwijderen hot spot naar open ruimte buiten de opslagruimte + blussen d.m.v. hapels / hydranten
Voorkomt extra vochtigheid door bluswater voor rest van opslag
!!! Geblust gedeelte niet toevoegen aan opslag -> vochtigheid bevordert broei
Lokaal blussen indien verwijderen geen optie is
Continue controle na blussing -> vochtigheid bevordert broei
Strategie 12
12
Vroegtijdige detectie :
Infrarood (IR) branddetectiesysteem : Infraroodthermografie of thermische beeldvorming
Warmtebeeldcamera : omrekenen van warmtestraling naar temperatuur
Vroegtijdige gerichte tussenkomst + ondersteuning brandbestrijding
Thermografisch overzicht -> relevante informatie over de brand voor brandweer
Locatie / omvang / temperatuur /...
Rook geen invloed op beeldvorming
Actief aangestuurde brandbestrijdingsmonitoren : “primaire watervoorziening”
Door branddetectie gestuurde “automatische” brandbestrijdingsmaatregel tot aankomst brandweer
Manuele “overname” van bediening door brandweer mogelijk
Buitenhydranten : “secundaire watervoorziening” => “Total loss” opslagruimte
Kanaal : “tertiaire watervoorziening”
Strategie 13 Kanaal Watervoorziening
SMC Warmtebeeldcamera
Deluge valve unit
Monitor Hydranten
BMC
Kantoor
Ondergrondse verdeelleiding
Procesbeschrijving 14
Infraroodthermografie of thermische beeldvorming
Elektromagnetische straling (infraroodstraling) -> berekenen T° v/e object.
Infrarood: (Sir William Herschel -1800)
Ieder object met temperatuur boven absoluut nulpunt (0 K -> -273°C) emitteert straling in infrarood spectrum.
microbolometer = warmtesensor gebruikt als detector in de camera
Warmtesensor = vanadium oxide (VOX) weerstand Grote temperatuurcoëfficiënt Infrarode straling
wijzigt de electrische weerstand
electrisch signaal
beeld
Procesbeschrijving 15
Infraroodthermografie of thermische beeldvorming
Elektromagnetische straling (infraroodstraling) -> berekenen T° v/e object.
Iedere pixel -> temperatuurafhankelijke kleur
Panoramabeeld = Thermografisch beeld op basis van individuele warmtebeelden Camera beeld
Info camera Status : Normaal , Vooralarm , alarm, ..
Controle snelheid camera
Panoramisch thermische beeld som van individuele warmtebeelden Temperatuur schaal met alarm drempel instellingen
“Hot spot” indicatie met T°C info Individueel warmtebeeld
Procesbeschrijving 16
Beeld performantie
Bereik : 10°- 360° horizontaal, 10° - 320° verticaal
Warmtegevoeligheid: 0.05°C at 30°C (depending on version)
Spectraal bereik: 7.5μ - 14μ
Detector: uncooled microbolometer (Vanadium Oxide technology)
Maximale resolutie van thermisch beeld: 16.500 x 9.600 pixels
Iedere pixel = resultaat van een temperatuurmeting
Meetbereik
Temperatuur: -20°C to 350°C (optie -> 1200°C)
Nauwkeurigheid: +/- 2°C of +/- 2% meetwaarde
Meetfuncties: automatische branddetectie met intelligente differentiatie analyse om procesmatige storingsvariabelen te maskeren
Fysieke kenmerken
Operationeel temperatuurbereik: -20°C –>120°C
Procesbeschrijving 17
Analyse temperatuurinformatie
Contactloze meting van oppervlaktetemperaturen
Intelligente algoritmen: filteren warmtestoringsbronnen uit monitoringsgebied
Uitlaatgassen / Hete uitlaat shovel
Dag/nacht functie
Procesbeschrijving 18
Analyse temperatuurinformatie
Drempelwaarden :
Vooralarm + alarm : Functie : Toegewezen temperatuur + minimale omvang brand
Vooralarm -> ontruiming monitoringsgebied
Alarm -> aansturing blusmonitoren (activatie solonoid valve door brandmeldcentrale)
Procesbeschrijving 19
Brandbestrijdingsmonitoren
X,Y,Z coördinaten detectiesysteem -> sturingsmodule van monitor
kalibratie + sturing monitor
Bluswaterstraal is regelbaar
Draaihoek nozzle = 90° - maximale breedte straal = 9m
Draaihoek werper = 315°
Afstandsbediening heeft prioriteit over de aansturing van detectiesysteem
-> interventie / brandweer volledige controle
Systeemontwerp 20
Aantal + positie monitoren
Functie van :
Worplengte : f(druk op nozzle)
Opslagconfiguratie : Stapelhoogte, lengte stapeling, vorm stapeling
Risico klassificatie = benodigde hoeveelheid water om type brandhaard te controleren
Systeemontwerp 21
Aantal + positie monitoren
Worplengte / opslagconfiguratie:
1500 l/min – minimale startdruk 8 bar.
Systeemontwerp 22
Aantal + positie monitoren
Risico klassificatie: +/- 4000 l/min -> gelijktijdigheid 3 monitoren = 4500 l/min
Systeemontwerp 23
Dimensionering watervoorziening
Monitoren : gelijktijdigheid 3 monitoren
4500 l/min x 90 min = 405 m³ Minimale startdruk aan nozzle monitor: 8 bar
Bovengrondse buitenhydranten (BH100) :
2000l/min x 60 min = 120 m³
Systeemontwerp 24
