DE2126471C3 - Device for dispersing a cloud of flammable vapor heavier than air - Google Patents
Device for dispersing a cloud of flammable vapor heavier than airInfo
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Description
4545
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zerstreuung einer Wolke aus entflammbarem Dampf, der schwerer als Luft ist soThe invention relates to a device for dispersing a cloud of flammable vapor, which is heavier than air like that
Bei der Verarbeitung, Behandlung oder Speicherung von entflammbaren Fluiden ist es erwünscht, eine zufällige Freigabe des Fluids in die Atmosphäre zu verhindern. Anlagen, die das entflammbare Fluid enthalten, werden so ausgelegt, daß sie dessen zufällige oder unbeabsichtigte Freigabe verhindern, wobei auch der Einsatz und der Betrieb der Anlage auf dieses Ziel hin ausgelegt sind. Trotz aller Vorkehrungen zur Verhinderung einer zufälligen Freigabe kann entflammbares Fluid jedoch durch Leckstellen oder durch so Verschütten frei werden. Wenn dieses Fluid frei wird, kann eine Wolke aus Dampf, der schwerer als Luft ist, gebildet werden, und die Wolke kann über erhebliche Entfernungen in entflammbaren Konzentrationen über dem Erdboden wandern und durch eine Zündquelle, die 6S einige 30 m von der Freigabestelle entfernt ist, entzündet werden. Diese Gefahr ist besonders bei verflüssigten Gasen gegeben, ergibt sich jedoch in gleicher Weise auch bei Materialien, die unter Umgebungstemperatur flüssig sind, sofern sie bei erhöhten Temperaturen verarbeitet oder behandelt werden,In the processing, treatment, or storage of flammable fluids, it is desirable to prevent accidental release of the fluid into the atmosphere. Systems containing the flammable fluid are designed to prevent its accidental or unintentional release, the use and operation of the system being designed with this in mind. However, despite all precautions taken to prevent accidental release, flammable fluid can be released through leaks or spillage. If this fluid is released, a cloud of vapor that is heavier than air, are formed, and the cloud can travel over the ground and by an ignition source, the 6S some 30 m from the Clearinghouse removed over substantial distances in flammable concentrations is to be ignited. This danger is particularly given with liquefied gases, but also arises in the same way with materials that are liquid below ambient temperature, provided they are processed or treated at elevated temperatures,
Bei der Planung einer Anlage für entflammbare Fluide, die bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunkts, den sie bei Atmosphärendruck haben, verarbeitet, behandelt oder gespeichert werden, werden die Einrichtungen der Anlage im allgemeinen so angeordnet, daß ein angemessener Sicherheitsabstand zwischen potentiellen Quellen für Leckverluste und Vergießen (nachstehend als »potentielle Quelle für entflammbaren Dampf« bezeichnet) und feststehenden Zündquellen vorliegt, damit sich entflammbare Dämpfe, die gegebenenfalls freigesetzt worden sind, sicher zerstreuen, bevor die Wolke aus entflammbarem Dampf eine Zündquelle erreichtWhen planning a system for flammable fluids that will operate at a temperature above the The boiling point that they have at atmospheric pressure, processed, treated or stored the facilities of the plant are generally arranged in such a way that an appropriate safety distance is maintained between potential sources of leakage and potting (hereinafter referred to as »potential source of flammable vapor «) and fixed ignition sources are present so that flammable vapors, which may have been released, safely disperse before the cloud of flammable vapor a source of ignition has been reached
Dennoch können Umstände vorliegen, unter denen eine bestimmte Anlagenfläche eine relativ große Anzahl von potentiellen Quellen für entflammbaren Dampf aufweist oder unter denen die Einhaltung eines angemessenen Sicherheitsabstands zwischen der potentiellen Quelle für entflammbaren Dampf und einer Zündquelle nicht möglich ist Die Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten von Feuer und Explosionen infolge einer unbeabsichtigten Freigabe von Fluiden ist dann unannehmbar hoch.Nevertheless, there may be circumstances where a given facility area has a relatively large number of potential sources of flammable vapor or among which compliance with one adequate safety distance between the potential source of flammable vapor and a Ignition source is not possible The likelihood of fire and explosions occurring as a result of a unintentional release of fluids is then unacceptably high.
Aus der US-PS 11 43 053 ist ein Feuerlöschsystem für eine Getreidetrennanlage bekannt mit dem Wasserdampf in die zündfähige Atmosphäre einer Getreidetrennanlage eingeblasen werden kann. Dieses bekannte ' Feuerlöschsystem besteht aus einer perforierten Rohrleitung, die ein Rechteck umschreibt und mit einem Dampfkessel verbunden ist Dieses bekannte Feuerlöschsystem ist speziell für Getreidetrennanlagen geeignet und dürfte wohl kaum den Anforderungen für die Feuerverhütung beim Entweichen einer Wolke aus entflammbarem Dampf, der sch wc ί er als Luft ist, aus z. B. einer petrochemischen Anlage genügen.From US-PS 11 43 053 is a fire extinguishing system for a grain separation plant known with the water vapor in the ignitable atmosphere of a grain separation plant can be blown in. This well-known 'fire extinguishing system consists of a perforated pipe, which circumscribes a rectangle and is connected to a steam boiler This well-known fire extinguishing system is especially suitable for grain separation systems and is unlikely to meet the requirements for fire prevention if a cloud of flammable vapor, which is weaker than air, escapes z. B. suffice a petrochemical plant.
Aus der GB-PS 8 29 756 ist eine Vorrichtung zum Einschließen und Bekämpfen eines brennenden Flüssigkeitsfilms auf einer Wasseroberfläche unter Verwendung einer schwimmfähigen Barriere mit einer Sprühvorrichtung bekannt, die den bereits brennenden Flüssigkeitsfilm an einer weiteren Ausdehnung auf der Wasseroberfläche hindern soll, wobei gleichzeitig der Brand durch eine Sprühvorrichtung mit Hilfe von Löschmitteln bekämpft wird. Diese Vorrichtung ist für die Verhütung der Brandgefahr im Falle des Entweichens eines entflammbaren Fluids in Form einer Wolke, Hie schwerer als Luft ist, z. B. aus einer petrochemischen Anlage, nicht geeignetFrom GB-PS 8 29 756 a device for enclosing and combating a burning liquid film is on a surface of water using a buoyant barrier with a spray device known that the already burning liquid film at a further expansion on the The aim is to prevent the surface of the water, while at the same time the fire is caused by a spray device with the help of Extinguishing agents is fought. This device is for preventing the risk of fire in the event of an escape a flammable fluid in the form of a cloud, where it is heavier than air, e.g. B. from a petrochemical Plant, not suitable
Aus der FR-PS 6 92 203 ist eine Anlage bekannt, bei der Wasserdampf als Löschmittel verwendet wird. Wie der Spalte 1, Zeilen 6 bis 9, der genannten FR-PS zu entnehmen ist, soll nach diesem Stand der Technik eine Verbesserung der Anlage, insbesondere im Hinblick auf die Verminderung des Wasserverbrauchs, geschaffen werden. Dieser Stand der Technik gibt dem Fachmann keinerlei Anregungen für eine Einrichtung zur Zerstreuung einer Wolke aus entflammbarem Dampf, der schwerer als Luft istFrom FR-PS 6 92 203 a system is known in the water vapor is used as an extinguishing agent. As in column 1, lines 6 to 9, of the aforementioned FR-PS is inferred, according to this prior art, an improvement of the system, in particular with regard to the reduction of water consumption. This prior art gives the person skilled in the art no suggestions whatsoever for a device for dispersing a cloud of flammable vapor, the is heavier than air
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Zerstreuung einer Wolke aus entflammbarem Dampf, der schwerer als Luft ist, durch die auch bei Anlagen für entflammbare Fluide, die bei einer Temperatur oberhalb ihres atmosphärischen Siedepunkts verarbeitet, behandelt oder gespeichert werden,The object of the invention is to provide a device for dispersing a cloud of flammable Vapor, which is heavier than air, is also produced by systems for flammable fluids, which are used in a Processed, treated or stored at temperatures above their atmospheric boiling point,
bei denen die Einhaltung eines angemessenen Sicherheitsabstands zwischen der potentiellen Quelle for entflammbaren Dampf und einer Zündquelle nicht möglich ist und bei denen die Anlagenfläche eine relativ große Anzahl von potentiellen Quellen für entflammbaren Dampf aufweist, eine gegebenenfalls freigesetzte Wolke aus entflammbarem Dampf sicher zerstreut werden kann,where there is a reasonable safety margin between the potential source for Flammable vapor and an ignition source is not possible and where the system area is a relative large number of potential sources of flammable Has vapor, a possibly released cloud of flammable vapor safely dispersed can be,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Einrichtung gelöst I οAccording to the invention, this object is achieved by the device characterized in claim 1
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die horizontale Wanderung der Wolke behindert wird und daß der entflammbare Dampf zusammen mit genügend Luft mittels turbulenter Wasserdampfstrahlen mitgerissen wird, wodurch die Konzentration des entflammbaren Dampfes unter dessen untere Entflammbarkeitsgrenze abgesenkt wird.The effect of the device according to the invention is that the horizontal migration of the Cloud is obstructed and that the flammable vapor together with enough air means turbulent Jets of water vapor are entrained, reducing the concentration of the flammable vapor below whose lower flammability limit is lowered.
Beispiele für entflammbare Dämpfe, die durch die erfindungsgemäße Einrichtung zerstreut oder verteilt werden können, sind Gase, z. B. Äthylen, und die Dämpfe von verflüssigten Gasen, z.B. verflüssigtem Petroleumgas (LPG), sowie von Flüssigkeiten, z.B. Benzin.Examples of flammable vapors dispersed or distributed by the device according to the invention are gases, e.g. B. Ethylene, and the Vapors from liquefied gases, e.g. liquefied petroleum gas (LPG), as well as from liquids, e.g. Petrol.
Zwar kann durch die erfindungsgemäße Einrichtung eine sich bewegende Wolke aus entflammbarem Dampf, die eine schmale Front hat, zerstreut werden, es wird jedoch bevorzugt, das Ausbreiten der Wolke auf eine breite Front zu unterstützen, während gleichzeitig die horizontale Wanderung des entflammbaren Dampfes behindert wird, da dann das Mitreißen zusammen mit Luft in den Wasserdampfstrahlen erleichtert wird.Although the device according to the invention can create a moving cloud of flammable vapor, which has a narrow front, but it is preferred to spread the cloud on one wide front to support while at the same time the horizontal migration of the flammable vapor is hindered, since then the entrainment is facilitated together with air in the water vapor jets.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnetAdvantageous further refinements of the invention are characterized in the subclaims
Die feste Sperrwand ist vorzugsweise eine Feuerwand, die aus festen Ziegeln bestehen, jedoch auch aus anderen Materialien gebildet werden kann, die ein leichtes Errichten und Entfernen der Sperrwand gestatten, z. B. aus vorgefertigten Betonplatten oder gerippten Aiuminiumblechplatten. Zweckmäßigerweise steht die Sperrwand senkrecht, sie kann jedoch von der Senkrechten weggeneigt, z.B. eine Dammwand sein, vorausgesetzt, daß sie das Vorrücken des entflammbaren Dampfes verzögertThe solid barrier wall is preferably a fire wall made of solid bricks, but also made of other materials can be formed that allow easy erection and removal of the barrier wall allow z. B. from prefabricated concrete slabs or ribbed aluminum sheet metal panels. Appropriately if the barrier wall is vertical, it can, however, be inclined away from the vertical, e.g. be a dam wall, provided that it delays the advance of the flammable vapor
Der Abstand der festen Sperrwand von der potentiellen Quelle für entflammbaren Dampf kann durch die Nähe von Zündquellen bestimmt werden; falls möglich, ist es jedoch erwünscht, daß die Wolke aus entflammbarem Dampf ihre Front ausweiten kann, bevor sie auf die Sperrwand trifft Falls es die Umstände erlauben, beträgt der bevorzugte Abstand der festen so Sperrwand von der potentiellen Quelle für entflammbaren Dampf 9 bis 14 m, vorzugsweise 11 bis 13 m. Dieser Abstand ist besonders geeignet, wenn Äthylen der zu zerstreuende, entflammbare Dampf istThe distance of the solid barrier from the potential source of flammable vapor can be determined by the proximity of ignition sources; however, if possible, it is desirable that the cloud be out Flammable steam can expand its front before it hits the barrier wall if the circumstances so allow, the preferred distance of the solid barrier wall from the potential source of flammable Steam 9 to 14 m, preferably 11 to 13 m. This Spacing is particularly useful when ethylene is the flammable vapor to be dispersed
Das Wasserdampfstrahlsystem ist vorzugsweise aus einem Rohr oder aus Rohren mit einer Perforation aus im wesentlichen kreisförmigen Löchern gebildet und die Rohre werden mit Wasserdampf unter Druck beliefert Diese Rohre werden nachstehend als »perforierte Rohre« bezeichnet eoThe water vapor jet system is preferably made of a pipe or pipes with a perforation substantially circular holes are formed and the tubes are pressurized with water vapor supplied These pipes are hereinafter referred to as "perforated pipes" eo
Das oder die perforierten Rohre können auf der Oberseite der festen Sperrwand oder in bezug auf die potentielle Quelle für entflammbaren Dampf hinter oder vor der festen Sperrwand angeordnet sein, wobei stets Voraussetzung ist daß die relative Lage von fester ts Sperrwand und perforieAem Rohr dafür sorgt, daß dem Wasserdampfstrahlsystem im wesentlichen kein entflammbarer Dampf entkommt. Eine bevorzugte Ausführung ist 4ie Anordnung des perforierten Rohres auf gleicher Höhe wie die Oberseite und an der Oberseite einer senkrechten Sperrwand. Das perforierte Rohr kann auf der Oberseite der festen Sperrwand ruhen oder auf gleicher Höhe wie die Oberseite der Sperrwand oder unterhalb dieser Höhe liegen.The perforated tube or tubes can be on top of the solid barrier wall or in relation to the potential source of flammable vapor be placed behind or in front of the solid barrier wall, wherein It is always a prerequisite that the relative position of fixed ts The barrier wall and perforieAem pipe ensures that the steam jet system is essentially non-flammable Steam escapes. A preferred embodiment is the arrangement of the perforated tube same height as the top and at the top of a vertical barrier wall. The perforated pipe can rest on top of the solid barrier wall or level with the top of the Barrier wall or below this height.
Die Länge der perforierten Rohre ist vorteilhafterweise mindestens gleich dem Abstand zwischen der potentiellen Quelle für den entflammbaren Dampf und der festen Sperrwand, auf der das perforierte Rohr angeordnet ist Vorteilhafterweise ist das perforierte Rohr lang genug, um die potentielle Quelle für den entflammbaren Dampf zu umgeben.The length of the perforated tubes is advantageously at least equal to the distance between the potential source of the flammable vapor and the solid barrier wall on which the perforated tube is placed Advantageously, the perforated tube is long enough to contain the potential source for the surrounding flammable steam.
Die Wasserdampfstrahlen aus dem perforierten Rohr werden vorzugsweise nach oben gerichtet, so daß der entflammbare Dampf, der die feste Spjrrwand und das Wasserdampfstrahlsystem beim Betrieb der Einrichtung erreicht zusammen mit einer viel größeren Menge an Luft in den Wasserdampf strahier, eingefangen und mitgerissen wird. Der Wasserdamprstrahl sollte vorzugsweise wenigstens mit Schallgeschwindigkeit aus den Löchern in dem perforierten Rohr oder den perforierten Rohren austreten.The water vapor jets from the perforated tube are preferably directed upwards so that the flammable vapor which reaches the solid bulkhead and the water vapor jet system during operation of the device, along with a much larger amount of air in the water vapor, is captured and entrained. The Wasserdamprst r ahl should preferably emerge at least at sonic velocity from the holes in the perforated tube or perforated tubes.
Um eine Funkenentladung infolge einer durch den Durchgang der Wasserdampfstrahlen durch die Löcher des perforierten Rohres erzeugten statischen Elektrizität zu verhindern, sollten alle Stahlteile des Wasserdampfstrahlsystems sowie alle anderen Stahleinrichtungen und elektrisch leitenden Materialien in der Nähe der Wasserdampfstrahlen geerdet sein.A spark discharge as a result of the passage of water vapor jets through the holes To prevent static electricity generated by the perforated pipe, all steel parts of the steam jet system should be used as well as all other steel fixtures and electrically conductive materials in the vicinity of the Water vapor jets must be earthed.
Zweckmäßigerweise werden zwischen der potentiellen Quelle für entflammbaren Dampf und der festen Sperrwand Dampfdetektoren angeordnet die die Gegenwart von entflammbarem Dampf feststellen und ein Warnsignal, vorzugsweise ein hörbares und/oder sichtbares Signal, auslösen. Vorzugsweise sind Betätigungseinrichtungen für das Wasserdampfstrah'system vorgesehen, die auf ein Signal von den Dampfdetektoren ansprechen, so daß die Zerstreuung des entflammbaren Dampfes beginnt sobald seine Gegenwart ermittelt wird.Conveniently, between the potential source of flammable vapor and the solid Barrier wall steam detectors are arranged which detect the presence of flammable steam and trigger a warning signal, preferably an audible and / or visible signal. Operating devices are preferred intended for the steam jet system, which responds to a signal from the steam detectors respond so that the flammable vapor begins to disperse as soon as it is present is determined.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the schematic drawing
Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt eine Sperrwand 1 aus vorgefertigten Betonplatten mit einer Höhe von 1,5 m, die etwa 12 m von einer potentiellen Quelle für das Entweichen von Äthylen aus einer Olefinanlage 2 steht Zur Erzielung eines Wasserdampfvorhangs von 30 m Länge wird fluchtend mit der Oberseite der Sperrwand 1 ein perforiertes Rohr 3 mit Löchern 4 vorgesehen, die einen Durchmesser von etwa 6,5 mm und einen Abstand von etwa 15 cm hat Die Wasserdampf strahlin werden senkrecht nach oben gerichtet Dampfdetektoren 5 werden zwischen der Olefinanlage 2 und der Sperrwand 1 angeordnet, um entflammbare Dämpfe zu ermitteln und vor diesen zu warnen.The device according to the invention comprises a barrier wall 1 made of prefabricated concrete slabs with a Height of 1.5 m, which is about 12 m from a potential Source for the escape of ethylene from an olefin plant 2 is to achieve a water vapor curtain 30 m in length is aligned with the top of the barrier wall 1 with a perforated tube 3 Holes 4 provided, which has a diameter of about 6.5 mm and a spacing of about 15 cm Water vapor strahlin are directed vertically upwards. Steam detectors 5 are between the Olefin plant 2 and the barrier wall 1 arranged to determine flammable vapors and to prevent them to warn.
Es wurde festgestellt, daß für das sichere Zerstreuen eines mit einer Menge von 7,2 kg/s entweichenden Äthylendampfes ein Abstand von 88 m von der Quelle für das Entweichen erforderlich ist falls die natürliche Luftbewegung mit einer Windgeschwindigkeit von 2,2 m/s ausgenutzt wird.It was found to be used for safe dispersing of an ethylene vapor escaping at a rate of 7.2 kg / s at a distance of 88 m from the source for the escape is required if the natural movement of air with a wind speed of 2.2 m / s is used.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit der Sperrwand und dem Wasserdampfvorhang, wie sie vorstehend erwähnt ist, wurde eine gleiche entweichende Menge von Äthylendampf unter densel-When using the device according to the invention with the barrier wall and the water vapor curtain, As mentioned above, an equal amount of ethylene vapor escaping was under the same
ben Luftbedingungen in 28 m Abstand von der Quelle des Entweichens sicher zerstreut Die anfängliche Geschwindigkeit der Wasserdampfstrahlen betrug etwa 425 m/s, wobei die Höhe des Wasserdampfvorhangs 24 m betrug.ben air conditions at a distance of 28 m from the source of the escape safely dispersed the initial Speed of the water vapor jets was about 425 m / s, whereby the height of the water vapor curtain Was 24 m.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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