Jak gasić pożar gazu LPG: Taktyka i właściwości

Prowadzenie działań ratowniczo-gaśniczych podczas uwolnienia się mieszaniny propan-butan ze zbiornika LPG to specyficzna gałąź pożarnictwa, rodząca wiele pytań. Artykuł ten, będący zbiorem wybranych informacji i materiałów, ma na celu usystematyzowanie wiedzy na temat gaszenia pożarów gazów, w szczególności LPG.

Właściwości LPG

Fizykochemia mieszaniny propan-butan

Mieszanina LPG jest blisko 2 razy cięższa od powietrza. Oznacza to, że gaz, który wydostał się do atmosfery, będzie opadał, kryjąc się w nisko położonych miejscach, takich jak doliny, kanalizacja czy piwnice. Sama mieszanina propan-butan jest bezwonna, jednak w celach bezpieczeństwa jest nawaniana specjalnym środkiem, np. THT, co pozwala na wykrycie nawet małych wycieków. W temperaturze pokojowej przy normalnym ciśnieniu LPG ma postać gazu, ale ulega skropleniu w temperaturze pokojowej, gdy ciśnienie wynosi od 2,2 do 4 atm.

Mieszanina LPG sprzedawana na stacjach benzynowych różni się w zależności od pory roku. Butan posiada względnie niską temperaturę wrzenia (ok. -1 st. C) i jest stosowany jako mniejsza część (30%) mieszaniny propan-butan w tzw. „gazie zimowym”. Butan nie zamarza, jak sądzi wielu, lecz przestaje wrzeć, czyli pracować. Nieco droższy propan wrze w temperaturze ok. -42 st. C, więc nadaje się do użytkowania w trakcie mrozów (przeważnie stanowi 70% mieszaniny).

Wzrost temperatury a ciśnienie w zbiorniku

Prężność par (ciśnienie) jest ściśle powiązana z temperaturą. Wartość ciśnienia nie zależy od poziomu fazy ciekłej w zbiorniku. Poniższa tabela ilustruje tę zależność:

Gdy faza płynna wyniesie 100%, podniesienie temperatury zbiornika o każdy 1 st. C spowoduje podniesienie ciśnienia o 7-8 bar. Wartość ciśnienia przy rozerwaniu dla butli 11 kg LPG to ok. 67 barów (tzw. ciśnienie rozrywające). Zawór bezpieczeństwa w zbiornikach czy cysternach „wypuszcza” gaz przy wartości ok. 15,6 bara (wypuszczenie gazu nie równa się jego zapaleniu). Do zapalenia się gazu potrzebne jest jedno z 13 efektywnych źródeł zapłonu.

Taktyka działań gaśniczych w przypadku pożarów gazu LPG

Testy i skuteczność środków gaśniczych

Poniższe testy pokazują skuteczność różnych środków gaśniczych w walce z pożarami strumieniowymi LPG:

• Nieudana próba ugaszenia pożaru strumieniowego fazy ciekłej LPG (jetfire) za pomocą 3x6 kg gaśnic proszkowych.
• Nieudana próba ugaszenia pożaru strumieniowego fazy gazowej (jetfire) za pomocą 1x6 kg gaśnicy proszkowej. Ważny jest kierunek uwalniania proszku.
• Udane ugaszenie, relatywnie słabszego, pożaru strumieniowego za pomocą wody. Nie oznacza to, że woda jest lepszym środkiem gaśniczym od proszku; wszystko jest kwestią odpowiedniej techniki.

W przypadku umiarkowanego „jetfire” spowodowanego nieszczelnością zaworu (nie jego całkowitym zerwaniem), pomyślna próba ugaszenia dwoma 6 kg gaśnicami proszkowymi pokazała, że najskuteczniejszy nie jest ani kierunek poprzeczny (przecięcie wycieku wskroś), ani kierunek „do zaworu/wycieku”. Skuteczną metodą gaszenia w tej sytuacji jest kierunek zgodny z kubaturą płomienia (zgodnie z poglądową ilustracją).

Podejście do rozszczelnionego zbiornika LPG

Podejście do rozszczelnionego zbiornika LPG z prądem wody (wydajność na prądownicy >400 l/min, technika „parasola”) ma na celu osłonę roty w celu zakręcenia zaworu. Należy pamiętać, że gwałtowny ruch prądownicą, zmiana wydajności prądu wody czy kąta rozproszenia przyniesie skutek po około dwóch sekundach. Tym samym to, co dzieje się z płomieniem, jest skutkiem tego, co zostało zrobione chwilę wcześniej. Często dochodzi do sytuacji, w której płomień przestaje być widoczny, a widok z kamery termowizyjnej obrazuje coś zupełnie innego. W rzeczywistych warunkach podejście od frontu wiąże się z większym ryzykiem; najkorzystniejsze jest podejście od tyłu.

Specyfika gaszenia pożarów butli LPG (11 kg)

Na podstawie obserwacji można wyodrębnić tzw. „błędy przy gaszeniu butli LPG”, które pojawiają się w większości tego typu działań. W takich działaniach najbardziej obawiamy się ogrzewania płaszcza butli (tam, gdzie znajduje się frakcja lotna gazu).

Częste błędy:

• Brak próby zamknięcia zaworu: Płomień nie zostanie zassany do środka, wbrew powtarzanym mitom, nawet jeśli ciśnienie wewnątrz butli wyrówna się z ciśnieniem atmosferycznym. Twierdzenie, że mały płomień może zostać zassany do środka i spowodować wybuch, jest również mitem. W zbiorniku nie znajduje się utleniacz niezbędny do spalania, a w butli przekroczona jest Górna Granica Wybuchowości (GGW).
• Brak próby wyniesienia butli z zagrożonego obszaru (najlepiej z kontrolą termowizji i z adekwatnym chłodzeniem). Zawór raz będzie dało się zakręcić, raz nie (w zależności od uszkodzenia).
• Ustawienie pojazdu bez osłony (podobnie jest z ratownikami). Butla „odłamkowuje” na 2-6 części, nawet na odległość 250 metrów.
• Brak efektywnego chłodzenia (min. [10 (l/min)/m²]) lub chłodzenia w ogóle. Butle, które znajdowały się w środowisku pożaru, należy bezwzględnie chłodzić!
• Pozostawienie leżącej butli (nagrzewanie się butli przez omiatający ją płomień). Płomienie LPG mogą osiągać temperaturę nawet 1200 st. C. Butlę należy w miarę możliwości postawić. Spowoduje to także zmniejszenie intensywności wydobywania się gazu (jeśli jej dotychczasowa pozycja powodowała wydobywanie się frakcji ciekłej, a nie gazowej). Należy pamiętać, że 1 kg ciekłego LPG to ok. 2 dm³ ciekłego LPG, co daje ok. 500 dm³ gazu LPG! Rozprężanie gazu równa się chłodzeniu butli.

Dużym problemem przy tego typu pożarach jest brak informacji dotyczących stopnia nagrzania butli, jej wypełnienia i czynników wymienionych wyżej. Często rozsądnym jest ograniczenie się do zabezpieczenia miejsca zdarzenia i odpowiedniego chłodzenia butli.

Kiedy chłodzenie butli jest niewskazane?

Gdy płomienie nie obejmują zbiornika (zbiornik się nie nagrzewa), należy unikać chłodzenia. W takim przypadku rozprężający się gaz i parowanie fazy ciekłej powodują oszronienie i ochłodzenie płaszcza zbiornika do temperatury poniżej zera (proces chłodzenia zachodzi sam!). Polewanie zbiornika wodą o temperaturze wyższej niż 0 stopni C powoduje ogrzewanie płaszcza zbiornika, co wiąże się z dostarczeniem większej ilości ciepła potrzebnego do parowania. W konsekwencji zwiększa się parowanie, ilość wypływającego gazu i wysokość płomienia.

Gdy płomień jest coraz mniejszy, nie jest już stabilny i pomiata nim wiatr, oznacza to, że temperatura fazy ciekłej i ciśnienie w zbiorniku wkrótce osiągną najniższą wartość. Taki wygląd płomienia sugeruje, że należałoby przystąpić do likwidacji rozszczelnienia i przepompowania gazu (w przypadku dużych zbiorników/cystern).

Ryzyka związane z butlami 11 kg LPG

Dodatkowo wyróżnić możemy punkty ryzyka związane z popularnymi 11 kg butlami LPG:

• Nie znamy mikrouszkodzeń butli i jej rzeczywistej eksploatacji.
• Nie znamy historii napełnienia butli (czy była napełniona do 80% czy 95% objętości).
• Nie wiemy, czy butla była podgrzewana w całości (warunki pożarowe) - średni czas „odejścia” takiej butli to 2-6 minut, czy butla była podgrzewana punktowo - z kolei średni czas „odejścia” takiej butli wynosi 6-12 minut.

Zaleca się przenoszenie butli, jeżeli temperatura butli nie przekracza 60 st. C. Jeśli temperatura jest wyższa, należy butlę chłodzić bez przenoszenia (przenieść/wynieść, jeśli zachodzi potrzeba, dopiero po schłodzeniu). W takich sytuacjach kamera termowizyjna okazuje się bardzo pomocna. Temperatura ta jest jednak umowna i stanowi statystyczną granicę, a nie sztywne wytyczne.

Wybrane metody ograniczania wycieku gazu

W przypadku wycieku gazu LPG istnieją metody na jego ograniczenie:

• Ograniczenie wycieku frakcji ciekłej LPG: Jedną z metod uszczelniania wycieku (nieszczelność położona poniżej poziomu cieczy) jest zastosowanie dobrze namoczonych szmat i gaśnicy proszkowej lub śniegowej. W przypadku, gdy na zewnątrz wydostaje się frakcja ciekła, uszczelnienie samo powinno się „doszczelnić”.
• Ograniczenie wycieku frakcji gazowej LPG: Takie zabezpieczenie należy w miarę możliwości „domrażać” za pomocą gaśnicy.

Zjawiska związane z LPG i bezpieczeństwo

Wybrane zjawiska

W kontekście pożarów LPG można zaobserwować szereg charakterystycznych zjawisk:

• Flash Fire: Gwałtowne, krótkotrwałe spalanie chmury łatwopalnych par gazu.
• Pool Fire: Pożar cieczy, która rozlała się na powierzchni, tworząc „kałużę”.
• Jet Fire: Pożar strumieniowy gazu wydobywającego się pod ciśnieniem z nieszczelności.
• Fireball: Kula ognia powstająca w wyniku gwałtownego zapłonu dużej ilości gazu lub par.
• BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion): Wybuch zbiornika z cieczą, której temperatura jest znacznie powyżej punktu wrzenia, spowodowany osłabieniem jego konstrukcji, najczęściej wskutek nagrzewania przez pożar zewnętrzny.

Bezpieczeństwo instalacji LPG w samochodach

Pojawiła się sugestia, że z pozoru bezpieczne samochody z instalacją gazową w przypadku odpowiedniego obciążenia ogniowego (wyposażenie bagażnika + zakupy) i umiejscowienia w garażu mogą zachować się zgoła odmiennie, a zawór bezpieczeństwa na niewiele się zda. Nie ma w pełni bezpiecznych zbiorników LPG.

Wykrywanie gazu i armatura zbiornika

Użycie detektora gazów palnych

Celem detektorów nie jest pomiar atmosfery wybuchowej w pełnym zakresie (DGW-GGW), ale tylko i wyłącznie atmosfery do Dolnej Granicy Wybuchowości (DGW). Jeśli na wyświetlaczu pojawi się wartość 100%, oznacza to początek DGW, czyli stan, w którym strefa jest już zagrożona wybuchem. W przypadku LPG pomiar najlepiej dokonywać na wysokości kostki, ponieważ gaz jest cięższy od powietrza i opada.

Armatura zbiornika LPG

Armatura zbiornika LPG to zespół zaworów i urządzeń zabezpieczających, które kontrolują przepływ gazu, mierzą jego poziom i chronią zbiornik przed nadmiernym ciśnieniem. Jej znajomość jest kluczowa dla bezpiecznego postępowania w przypadku awarii czy pożaru.

Termowizja a poziom cieczy w zbiorniku

Kamera termowizyjna okazuje się bardzo pomocna w ocenie sytuacji pożarowej, zwłaszcza do monitorowania poziomu cieczy w zbiorniku LPG oraz temperatury jego płaszcza. Pozwala to na szybką identyfikację obszarów nagrzewających się i podjęcie odpowiednich działań chłodzących.

tags: #czym #pozar #gazow #gasimy