Zabezpieczanie Uwolnienia Gazu Propan-Butan (LPG) w Działaniach Straży Pożarnej

Incydenty związane z uwolnieniem i pożarem gazów, w tym propan-butanu (LPG), stanowią poważne wyzwanie dla służb ratowniczych. Potencjalne zagrożenia, takie jak wybuchy, zatrucia czy rozległe pożary, wymagają od strażaków specjalistycznej wiedzy i precyzyjnej taktyki działania. Zrozumienie właściwości fizykochemicznych LPG oraz odpowiednie zastosowanie sprzętu i procedur jest kluczowe dla skutecznego i bezpiecznego prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczych.

Właściwości Fizykochemiczne Gazu Propan-Butan (LPG)

Charakterystyka LPG

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. To dlatego, że LPG nawaniany jest specjalnym środkiem, na przykład THT, aby można było wyczuć nawet mały wyciek. W temperaturze pokojowej przy normalnym ciśnieniu LPG ma postać gazu. Ulega skropleniu w temperaturze pokojowej, gdy ciśnienie wynosi od 2,2 do 4 atmosfer.

Skład Mieszaniny i Ciśnienie w Zbiorniku

Mieszanina LPG sprzedawana na stacjach benzynowych różni się w zależności od pory roku. W związku z tym, że butan posiada względnie niską temperaturę wrzenia (-1 st. C), jest stosowany jako mniejsza część (30%) mieszaniny propan-butan w tak zwanym „gazie zimowym”. Butan nie zamarza, lecz przestaje wrzeć, czyli pracować. Gdybyśmy nalali do zbiornika LPG czystego butanu, to moglibyśmy wykręcić wielozawór w temperaturze -10 stopni, a gaz byłby płynny, co powodowałoby, że instalacja gazowa przestałaby działać. Nieco droższy propan wrze w temperaturze około -42 st. C, więc jak najbardziej nadaje się do użytkowania w trakcie mrozów (przeważnie stanowi 70% mieszaniny).

Prężność par (ciśnienie) jest ściśle powiązana z temperaturą. Wartość ciśnienia nie zależy od poziomu fazy ciekłej w zbiorniku.

Gdy faza płynna wyniesie 100%, podniesienie temperatury zbiornika o każdy 1 st. C spowoduje podniesienie ciśnienia o 7-8 bar. Można zapomnieć wtedy o tak zwanej krzywej parowania. Wartość ciśnienia przy rozerwaniu dla butli 11 kg LPG to około 67 barów (tak zwane ciśnienie rozrywające).

Taktyka Działań Gaśniczych przy Pożarach LPG

Próby Gaszenia Pożaru Strumieniowego

Próby gaszenia pożaru strumieniowego fazy ciekłej LPG (jetfire) za pomocą gaśnic proszkowych często są nieskuteczne, podobnie jak w przypadku fazy gazowej, jeśli technika jest niewłaściwa.

Skuteczną metodą gaszenia w tej sytuacji jest kierunek zgodny z kubaturą płomienia. Natomiast udane próby gaszenia, relatywnie słabszego, pożaru strumieniowego za pomocą wody pokazują, że wszystko jest kwestią odpowiedniej techniki. Zawór bezpieczeństwa w zbiornikach czy cysternach "wypuszcza" gaz przy wartości około 15,6 bara. Do zapalenia się gazu potrzebne jest jedno z trzynastu efektywnych źródeł zapłonu.

Podejście do rozszczelnionego zbiornika LPG z prądem wody (wydajność na prądownicy >400 l/min, „parasol”) w celu zakręcenia zaworu przez pomocnika roty wymaga świadomości zasady „dwóch sekund”. To, co dzieje się z płomieniem, jest skutkiem tego, co zrobiliśmy dwie sekundy temu. Kamera termowizyjna (np. FLIR) może obrazować sytuację inaczej niż widok gołym okiem, zwłaszcza gdy płomień przestaje być widoczny.

Zalecenia Dotyczące Chłodzenia Butli LPG

Kiedy 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. Polewanie zbiornika wodą o temperaturze wyższej niż 0 stopni C, przewożoną w samochodach gaśniczych lub pobieraną z cieków wodnych albo sieci wodociągowej, powoduje ogrzewanie płaszcza zbiornika, co wiąże się z dostarczeniem większej ilości ciepła potrzebnego do parowania. Proces parowania polega na odbieraniu ciepła z otoczenia przez parującą ciecz. Polewanie wodą zbiornika w takiej sytuacji powoduje zwiększenie parowania, ilości wypływającego gazu i wysokości płomienia.

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

Częste Błędy i Ryzyka przy Pożarach Butli 11 kg LPG

Na podstawie obserwacji można wyodrębnić częste błędy w działaniach podczas pożarów butli LPG:

• Brak próby zamknięcia zaworu: Płomień nie zostanie zassany do środka, wbrew powtarzanym od lat mitom. W butli przekroczona jest górna granica wybuchowości (GGW), a wewnątrz nie ma utleniacza.
• Brak próby wyniesienia butli z zagrożonego obszaru: Wyniesienie powinno odbywać się z kontrolą termowizji i adekwatnym chłodzeniem.
• Ustawienie pojazdu bez osłony: Butla „odłamkowuje” na 2-6 części, nawet na odległość 250 metrów.
• Brak efektywnego chłodzenia: Minimalna wydajność to 10 (l/min)/m². Butle, które znajdowały się w środowisku pożaru, należy bezwzględnie chłodzić.
• Pozostawienie leżącej butli: Nagrzewanie butli przez omiatający ją płomień (temperatura płomieni LPG może osiągać nawet 1200 st. C). Butlę należy w miarę możliwości postawić, co zmniejszy intensywność wydobywania się gazu, jeśli dotychczasowa pozycja powodowała wydobywanie się frakcji ciekłej. Pamiętajmy, że 1 kg ciekłego LPG to około 2 dm³ ciekłego LPG, co daje około 500 dm³ gazu LPG. Rozprężanie gazu to chłodzenie butli.

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

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

• Nie znamy mikrouszkodzeń butli i jej rzeczywistej eksploatacji.
• Nie znamy historii napełnienia butli (80%, a może 95% objętości).
• Nie wiemy, czy butla była podgrzewana w całości (średni czas „odejścia” takiej butli 2-6 minut), czy punktowo (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. Kamera termowizyjna okazuje się bardzo pomocna w takich sytuacjach. W rzeczywistych warunkach podejście od frontu będzie wiązało się z większym ryzykiem; najkorzystniejsze jest podejście od tyłu.

Samochody z instalacją gazową, w przypadku odpowiedniego obciążenia ogniowego, mogą zachować się nieprzewidywalnie, a zawór bezpieczeństwa może okazać się niewystarczający. Nie ma w pełni bezpiecznych zbiorników LPG.

Metody Ograniczania Wycieku Gazu

Uszczelnianie Wycieków

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

Detektory Gazów w Działaniach Ratowniczych

Rola i Zastosowanie Detektorów

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

Istotne jest również postępowanie z butlami z gazami palnymi po zakończeniu działań, kiedy butla nie stwarza już zagrożenia. Dotyczy to zwłaszcza butli z acetylenem, które mogą stwarzać realne zagrożenie nawet po ochłodzeniu. Po stwierdzeniu, że butla nie jest nagrzana i urządzenia pomiarowe nie wykazują atmosfery wybuchowej, należy podjąć decyzję o jej dalszym zabezpieczeniu. W przypadku butli rozszczelnionej, gdzie zakręcenie zaworu nie likwiduje wycieku, a próby uszczelnienia są nieskuteczne, należy podjąć adekwatne działania.

W ramach doskonalenia zawodowego strażacy trenują z wykorzystaniem trenażerów LPG, ćwicząc prawidłowe schładzanie zbiorników ogrzewanych płomieniem, sprawdzając skuteczność gaśniczą proszku oraz monitorując poziom ciekłego gazu w zbiorniku i powstawanie dolnej granicy wybuchowości za pomocą kamer termowizyjnych. Uczą się także wyznaczania strefy bezpiecznej przy użyciu urządzeń pomiarowych.

Typy Gazów Wykrywanych i Technologie Sensoryczne

Detektor dla straży pożarnej i ratownictwa ma nieco inne zadania niż w większości zakładów i wymaga odpowiedniego doboru do przewidywanych zadań. Jednostki standardowo wyposażane są w detektor czterech podstawowych gazów (metan, tlen, siarkowodór, tlenek węgla), realizujących większość typowych zagrożeń. Specjalistyczne mierniki rzadko spotykanych gazów (np. amoniak, chlor) są kosztowne w zakupie i eksploatacji, dlatego zazwyczaj stanowią osobne urządzenia.

• Tlenek węgla (CO): Bezwonny i bezbarwny gaz powstający przy niepełnym spalaniu, stanowi zagrożenie toksyczne już w niskich stężeniach.
• Siarkowodór (H2S): Gaz o charakterystycznym zapachu zgniłego jajka, silnie trujący. Powyżej stężenia około 200 ppm poraża nerw węchowy, stając się niewyczuwalny, co jest bardzo niebezpieczne. Jest cięższy od powietrza.
• Tlen (O2): Zbyt niskie stężenie prowadzi do uduszenia, zbyt wysokie do zwiększenia zagrożenia pożarowego. Brak tlenu często występuje w przestrzeniach zamkniętych, natomiast nadmiar tlenu może być wynikiem rozszczelnienia instalacji tlenowych.
• Metan (CH4): Bezwonny i bezbarwny gaz palny, główny składnik gazu ziemnego. Zagrożeniem są wycieki z instalacji oraz gaz zalegający w studniach czy szambach.
• Propan-butan (C3H8-C4H10): Mieszanina gazów, oba cięższe od powietrza, zalegają w zagłębieniach.

Standardowy detektor dla straży pożarnej zawiera dwa typy sensorów:

• Dla gazów toksycznych i tlenu używane są sensory elektrochemiczne, charakteryzujące się liniowym pomiarem, wysoką selektywnością i dobrymi parametrami.
• Dla gazów wybuchowych dostępne są trzy technologie:
  1. Technologia katalityczna: Bazuje na spalaniu gazu palnego. Wymaga tlenu do pomiaru, co jest wadą w przestrzeniach zamkniętych. Jest wrażliwa na przekroczenie zakresu i gazy zatruwające.
  2. Pomiar oparty na promieniowaniu podczerwonym (InfraRed): Nie wymaga tlenu, jest odporny na przekroczenia zakresu i zatrucia, charakteryzuje się niskim poborem energii. Wadą jest brak możliwości rozpoznania konkretnego gazu, podaje prawidłowy wynik tylko dla gazu wzorcowego.
  3. Spektrometr Właściwości Molekularnych (MPS): Najnowocześniejsza technologia MEMS, pozwalająca na rzeczywisty pomiar gazu wybuchowego TrueLEL oraz rozróżnienie mierzonych gazów, nawet w mieszaninie. Umożliwia rzeczywisty odczyt DGW i klasyfikację gazu do jednej z 6 kategorii.

Wybór i Eksploatacja Detektora

Detektor w straży pożarnej służy głównie do badania obiektów pod kątem zagrożenia i ochrony ratowników. Ważne są normy prawne precyzujące poziomy, które muszą być wychwytywane przez detektor. Optymalnym zakresem detektora dla jednostek OSP i PSP powinny być wartości: tlenek węgla 0-300 ppm lub 0-500 ppm, a siarkowodór 0-100 ppm.

Wybierając sprzęt, należy zwrócić uwagę na konstrukcję detektora (duży, podświetlany ekran, sygnalizacja optyczna z wielu stron, alarm akustyczny i wibracyjny). Koszty eksploatacji detektora stanowią dużą część ogólnych kosztów i w ujęciu długoterminowym przekraczają koszt jego zakupu. Na eksploatację składają się kalibracje, wymiany sensorów i filtrów. Detektory z sensorem katalitycznym wymagają kalibracji co 6 miesięcy, a z sensorem podczerwonym co 12 miesięcy. Wymiana sensorów katalitycznych waha się od 2 do 4 lat, natomiast sensory podczerwone mogą pracować wiele lat.

Zarządzanie Akcją Ratowniczą przy Incydentach z Gazem Ziemnym (Kontekst Szerszy)

Charakterystyka Zagrożenia Gazem Ziemnym

Gaz ziemny, którego głównym składnikiem jest metan (CH4), jest jednym z najpopularniejszych źródeł energii cieplnej. Jest gazem palnym, tworzącym mieszaniny wybuchowe z powietrzem (DGW ok. 5%, GGW ok. 15%). Z punktu widzenia działań ratowniczo-gaśniczych najważniejsze właściwości to palność, możliwość tworzenia mieszanin wybuchowych, gęstość względem powietrza oraz zapach. Rozpoznanie obejmuje ustalenie rodzaju gazu, ciśnienia w gazociągu i materiału, z którego został wykonany.

Uszkodzenia sieci przesyłowych gazu ziemnego powodują gwałtowny wypływ gazu, którego efekty zależą od miejsca uszkodzenia i ciśnienia. Wypływ gazu z uszkodzonego gazociągu wysokiego ciśnienia często towarzyszy słyszalny huk i syk (do 120 decybeli), wyrzucanie ziemi i tworzenie zagłębień przypominających kratery. Mieszanie gazu z powietrzem tworzy atmosferę wybuchową, szczególnie na granicach chmury gazowej. Na jej objętość, zasięg i kształt wpływają: ciśnienie i kierunek wypływu, ilość gazu, ukształtowanie terenu oraz warunki atmosferyczne. Kluczowy jest czas wypływu do momentu zapłonu. W momencie zapłonu chmury następuje szybkie spalanie i propagacja płomienia, a płomienie z gazociągu wysokiego ciśnienia są widoczne z dużej odległości.

Powiadamianie i Dysponowanie Sił

Wiele osób zgłasza zagrożenie na numery alarmowe: 112, 998 oraz 992 (pogotowie gazowe). Ważną rolą dyżurnych jest ustalenie, czy mamy do czynienia z pożarem gazu oraz bieżąca współpraca z operatorem odpowiedzialnym za przesył gazu i operatorami numerów alarmowych. Dysponowanie sił jest uzależnione od miejsca zdarzenia i potencjału ratowniczego. W przypadku wycieku lub pożaru gazu ziemnego w gazociągu wysokiego ciśnienia należy zakładać, że siły powiatu mogą być niewystarczające, co wymaga zgłoszenia zapotrzebowania na siły odwodowe. Jeżeli pojawi się ogień, dyżurni stanowisk kierowania powinni dysponować zastępy „z dwóch stron pożaru”.

Bezpieczeństwo i Taktyka Działań Ratowniczych

Największe niebezpieczeństwo stanowi duże promieniowanie cieplne, mogące skutkować poparzeniem. Płomienie palącego się gazu mogą osiągać temperaturę nawet 1200ºC, a promieniowanie cieplne może być wyczuwalne nawet w odległości 300 m od miejsca pożaru. Ten fakt należy uwzględnić przy wyborze trasy dojazdu i ustawienia pojazdów. Zaleca się zatrzymanie w znacznej odległości (np. 500 metrów od źródła pożaru) i organoleptyczne sprawdzenie oddziaływania cieplnego. Lepsze jest powolne i ostrożne zbliżanie się do miejsca zdarzenia.

Pożar gazu z gazociągu wysokiego ciśnienia naturalnie dzieli teren akcji na dwa odcinki - po obu stronach wycieku. Przeprowadzenie rozpoznania 360° jest utrudnione i wydłużone w czasie. Kierujący Działaniami Ratowniczymi (KDR) powinien jak najszybciej wyznaczyć Dowódców Odcinków Bojowych (DOB). Istotnym elementem jest szybkie utworzenie Punktu Przyjęcia Sił i Środków (PPSiŚ). Należy jak najszybciej zorganizować łączność, wydzielając kanał dowodzenia i współdziałania oraz kanały ratowniczo-gaśnicze. Ważne jest także zapewnienie odpowiednich zasobów sprzętu ochrony dróg oddechowych oraz organizacji zaopatrzenia wodnego (np. samochody wężowe, pompy dużej wydajności).

Priorytety i Współdziałanie Służb

Zamiar taktyczny i priorytety w pierwszej fazie akcji muszą być nakierowane na ratowanie życia i zdrowia ludzi, czyli ewakuację ze strefy zagrożenia oraz medyczne czynności ratunkowe. Najskuteczniejszym środkiem gaśniczym podczas pożarów gazu jest proszek gaśniczy, ale ugaszenie nie zatrzyma wycieku i paradoksalnie zwiększy zagrożenie. Z tego powodu, a także ze względu na promieniowanie cieplne, nie ma sensu podejmowanie prób podawania prądów gaśniczych w natarciu na palący się gaz. Pożary gazu w gazociągu wysokiego ciśnienia należy gasić przez odcięcie materiału palnego, czyli przez zakręcenie zasuw po obu stronach. W zależności od miejsca wycieku zasuwy mogą znajdować się w odległości nawet 36 km, co wymaga wysłania dwóch zespołów.

W działaniach zaangażowane są znaczne siły i środki, co podnosi kierowanie do poziomu taktycznego lub strategicznego i wymusza współdziałanie wielu służb. Należy wcześnie wyznaczyć stanowisko dowodzenia oraz utworzyć sztab operacyjny, z udziałem przedstawicieli każdej ze służb. Do obowiązków pogotowia gazowego i operatora przesyłu należy jak najszybsze zakręcenie gazu. Państwowe Ratownictwo Medyczne odpowiada za zabezpieczenie medyczne, Policja za organizację dojazdu, zabezpieczenie mienia i miejsca zdarzenia, a zarządzanie kryzysowe za logistykę akcji i opiekę nad ewakuowanymi. Niezmiernie istotne jest przekazywanie informacji między służbami.

tags: #jakie #zabezpieczenie #przy #uwolnieniu #gazu #propan