Einsatz von Schaum zur Brandbekämpfung in Tanklagern der Öl- und Petrochemieindustrie

Brand in einem Tanklager in Deer Park, Texas, USA

Tanklagerbrände in der Öl- und Petrochemieindustrie kommen nicht oft vor.

Wenn sie auftreten, hat das verheerende Folgen und negative Schlagzeilen. In diesem Artikel werden die typischen Unfallszenarien beschrieben und Schaum als am besten geeignetes Löschmittel zusammen mit den am häufigsten verwendeten Feuerlöschgeräten vorgestellt. Abschließend stellt sich die Frage, ob die Lehren aus jedem Vorfall berücksichtigt werden.

In der Vergangenheit verursachten mehrere Brände massive Schäden an Tanklagern, Ölraffinerien und Verladeterminals. Prominente Beispiele sind das ITC-Tanklager in Deer Park, Texas, USA im März 2019 und der Raffineriebrand in Baton Rouge, Louisiana, USA im Februar 2020.

Verwüstung nach Explosion und Brand in einer petrochemischen Anlage

Leider gelangen nur Nachrichten dieser Art in die Nachrichten, im Gegensatz zu Beinahe-Unfällen, bei denen verbesserte Brandschutztechnologie schlimmere Folgen verhindert hat. Das bedeutet, dass sowohl der Brandschutz als auch die Löschmethoden verbessert werden müssen, um die Auswirkungen zukünftiger Brände zu minimieren. Brandschutzanlagen in explosionsgefährdeten Bereichen der Öl- und Gasindustrie (Brandklasse B) erfordern einzigartige Löschsysteme, da Schaum als das beste Löschmittel für Flüssigkeitsbrände gilt. Der Einsatz von Wasser kann jedoch auch zur Kühlung der Tankwand und angrenzender Tanks wichtig sein.

Glücklicherweise kommen solche großflächigen Vorfälle nicht häufig vor, aber wenn sie doch passieren, können sie schwerwiegende Auswirkungen auf Menschen, lokale Ökosysteme und die allgemeine Umwelt haben. Die Löschung vollflächiger Öltankbrände ist eine große Herausforderung. Viele Behörden und Unternehmen haben aus solchen zum Teil katastrophalen Vorfällen nicht gelernt.

Die verwendeten Tanks werden typischerweise nach Dachtyp und Durchmesser klassifiziert. Man unterscheidet zwischen Festdach-, Schwimmdach- und Festdachtanks mit schwimmender Abdeckung. Brennbare Flüssigkeiten werden üblicherweise in Tanks mit schwimmender Abdeckung oder Dach gelagert; Explosive Flüssigkeiten wiederum werden in Tanks mit festem Dach gelagert. Die Tankdurchmesser liegen normalerweise zwischen 65 Fuß und 265 Fuß, es werden jedoch auch größere Tanks bis zu 394 Fuß verwendet. Ihre Höhen variieren normalerweise zwischen 33 Fuß und 246 Fuß. Dieser Artikel konzentriert sich auf Brandbekämpfungstechniken und geht nicht näher auf Panzertypen ein.

Weltweit gibt es vielfältige regionale und nationale Gesetze zum Brandschutz. Dieser Artikel befasst sich mit den Grundlagen des weltweit angewandten NFPA 11 der National Fire Protection Association, dem Standard für die Brandbekämpfung mit Schaum.

Brandereignisse in Tanklagern der Öl- und Petrochemieindustrie treten in unterschiedlichen Szenarien auf, mit geringfügigen bis katastrophalen Folgen. Die typischsten Szenarien sind wie folgt aufgeführt:

Schaum hat sich als das beste Medium zum Löschen von Flüssigkeitsbränden erwiesen. Schaum besteht aus Wasser, Schaummittel und Luft. Das Schaummittel wird in einer genau definierten Menge mit dem Löschwasser vermischt. Anschließend wird dieser Vormischung Luft zugesetzt, um den Schaum zu erzeugen. Je nach Schaummittel und Luftmenge entstehen unterschiedliche Schaumarten zum Löschen unterschiedlicher Brandarten. Schaum bildet eine homogene Luftblasenschicht, die das Volumen des Löschmittels vergrößert und damit seine Dichte verringert. Der Schaum schwimmt auf der brennbaren Flüssigkeit und verteilt sich über deren Oberfläche. Dadurch und aufgrund seiner chemischen Eigenschaften unterdrückt die Schaumdecke die Freisetzung brennbarer Dämpfe, unterbricht die Luftzufuhr und kühlt den brennenden Stoff ab. Durch kontinuierliches Auftragen von Schaum, bis die gesamte Oberfläche der brennenden Flüssigkeit vollständig bedeckt ist, wird das Feuer schließlich erstickt.

Schaumkonzentrate werden für bestimmte Zumischraten entwickelt. Die häufigsten sind 1 % und 3 %. Generell gilt, dass ein Schaummittel nur dann einen stabilen und funktionsfähigen Schaum bilden kann, wenn es dem Löschwasser in mindestens der richtigen Dosierung beigemischt wird. Bei erhöhter Zumischrate entsteht immer noch ein stabiler und funktionsfähiger Schaum, allerdings wird das gespeicherte Schaummittel schneller verbraucht. Bei Unterschreitung der Zumischmenge entsteht ein Schaum, der nicht seine volle Löschkraft entfalten kann.

○ Geeignetes Schaummittel

○ Ausreichende Schaummittelversorgung

○ Ausreichende Wasserversorgung

○ Funktionierende Löschausrüstung in ausreichender Menge (gut gewartet, schneller und einfacher Zugang, richtige strategische Platzierung)

○ Geschultes Personal

○ Schnelle Umsetzung eines geeigneten Maßnahmenplans

Abhängig vom Tanktyp und der Größe des Tanklagers müssen die Löschanlagen standortspezifisch ausgelegt werden. Ein Festdachtank muss über eine fest installierte Löschanlage verfügen, die das Ablassen von Schaum unter dem Dach ermöglicht. Eine Anwendung von mobilen Anlagen im Außenbereich ist nur möglich, wenn das Dach durch einen Brand oder eine Explosion beschädigt oder entfernt wurde. Bei einem Schwimmdachtank kann der Schaum über feste oder mobile Systeme von außen aufgebracht werden.

Ortsfeste Löschanlagen bestehen typischerweise aus einer oder mehreren stationären Feuerlöschpumpen, einem Zumischgerät und Tank für das Schaummittel, Austragsgeräten wie Schaumdüsen, Sprinklern, Schaumrohren oder Feuerlöschmonitoren und den entsprechenden Rohrleitungen.

Mobile Systeme bestehen im Allgemeinen aus den gleichen Komponenten (Feuerlöschpumpe, Zumischgerät, Vorratstank); Diese müssen jedoch mobil auf Fahrzeugen oder Anhängern verfügbar sein. Darüber hinaus werden als Austragsgeräte meist nur Löschmonitore eingesetzt. Die Rohrleitungen bestehen aus Schläuchen und Saugrohren. Neben der taktischen Positionierung der Schaumaustrittsstellen, auch mobiler Einheiten, sind das Schaummittel und dessen Dosierung in das Löschwasser die wichtigsten Faktoren für den Löscherfolg. Dies wird anhand von NFPA 11 genauer betrachtet.

Löschmonitor M9 im Testlauf auf einem Tanklager

Bei der Lagerung des Schaummittels in geeigneten Behältern ist darauf zu achten, dass diese in sicherem Abstand zu den zu schützenden Gegenständen gelagert werden. Die Menge muss so groß sein, dass das größte Schutzobjekt oder mindestens die gleichzeitigen Löschobjekte gelöscht werden können. Die Zumischrate bestimmt die Menge des benötigten Schaummittels. Generell ist es wichtig, unterschiedliche Schaummittel oder Schaummittel mit unterschiedlichen Zumischverhältnissen nicht zu vermischen, da dies zu einer instabilen Schaumbildung führen kann. Nachfolgend finden Sie eine Beispielrechnung für den Schaumbedarf nach NFPA 11:

Tankoberfläche x spezifische Löschwassermenge x Zumischmenge des Schaummittels x gewünschte Mindestlöschzeit.

Bei einem Rohöltank mit 196 Fuß (60 m) Durchmesser und festem Dach erfordert NFPA 11 eine Anwendung von 0,16 gpm/ft² (6,5 l/min*m2) für eine Löschzeit von 65 Minuten.

Bei Verwendung eines 3 %igen Schaummittels ergibt sich daraus eine Mindestmenge von etwa 9.500 Gallonen (36.000 Liter) Schaummittel und ein erforderlicher Löschwasserdurchfluss von etwa 4.750 gpm (18.000 l/min). NFPA 11 empfiehlt, für den Deichbereich zusätzliches Schaummittel in etwa der gleichen Menge vorzuhalten. Darüber hinaus wird ein Sicherheitsfaktor von 1,5 empfohlen, um Schaumverluste beim Löschen, die beispielsweise durch Wind und andere Faktoren verursacht werden, auszugleichen. Daraus ergibt sich ein Vorrat von 28.500 Gallonen (108.000 l) 3 %igem Schaummittel. Die Wahl des Schaummittels und der Zumischrate wird durch die zu löschende Flüssigkeit bestimmt.

In der Fortsetzung dieses Artikels erfahren Sie mehr über Schaumzumischtechnologien, mobile Löschsysteme und wie diese zu einer erhöhten Sicherheit in Tanklagern der Öl- und Petrochemieindustrie beitragen.

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