DE19505846C2 - Brandschutzverfahren für Müllbunker und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Brandschutzverfahren für Müllbunker und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

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    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/04Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for dust or loosely-baled or loosely-piled materials, e.g. in silos, in chimneys

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Description

Die Erfindung betrifft ein Brandschutzverfahren für Müllbunker von Müll­ verbrennungsanlagen sowie eine Anlage zu seiner Durchführung.
Zu Müllverbrennungsanlagen gehört mindestens ein Müllbunker für die Zwi­ schenlagerung des angelieferten Mülls. Solche Bunker sind aus stahlbe­ wehrtem Beton aufgebaut, haben in aller Regel ein Dach zum Schutz gegen die Witterung, und oberhalb des Mülls befinden sich Krananlagen mit Greifern. Der Kranführer verfährt den Greifer derart, daß der Müll in möglichst gleichbleibender Zusammensetzung zur Verbrennung gelangt. Die Bunker haben beträchtliche Abmessungen, beispielsweise in Horizontal­ richtung von zwanzig bis vierzig Metern bei einer Tiefe von zum Beispiel zehn Metern.
Je nach Müllzusammensetzung kann der Druck in den unteren gelagerten Schichten erheblich sein, und es gibt im Müll gelegentlich Materialien, die unter solchen Bedingungen zur Selbstentzündung neigen. Es kommt auch vor, daß Müll anliefernde Kraftfahrzeuge Brandnester einschleppen.
Ein Brand in einem Müllbunker ist sehr gefährlich, weil bestimmte Kunst­ stoffe bei Verschwelung unter relativ niedrigen Temperaturen hochgiftige Gase freisetzen, wie Dioxine und Furane.
Man versucht daher, Schwelnester in dem gebunkerten Müll möglichst früh­ zeitig zu erkennen, damit der Kranführer dann den Müll in diesem Bereich gezielt abtragen und der Verbrennungsanlage zuführen kann, ehe der Brand ausbricht.
Bisherige Versuche in dieser Richtung blieben unbefriedigend.
Man hat versucht, oberhalb des Mülls Sensoren für Wärmestrahlung zu ver­ wenden, in der Annahme, daß die von einem Schwelnest ausgehende Wärme sich bis zur Oberfläche des Mülls ausbreiten müßte, wobei dann die Loka­ lisierung durch tomographisches Zusammenwirken von zwei Beobachtungsgerä­ ten erfolgen sollte. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Zeit viel zu lang ist, bis tatsächlich ein Temperaturanstieg an der Oberfläche, her­ vorgerufen durch einen tief im Müll entstehenden Schwelbrand, erfaßt werden kann. Auch der Versuch, mittels beweglicher Beobachtungsgeräte Temperaturdifferenzen anstelle des Absolutwertes der Temperatur zu erfassen, brachte nicht die gewünschte Tiefenauflösung.
Man hat ferner versucht, mittels Sensoren für bestimmte, bei Verschwe­ lungsvorgängen entstehende Gase eine Überwachung zu installieren. Solche Sensoren sind aber nur in der Lage zu überwachen, ob ein Schwelbrand vor­ handen ist, nicht aber dessen Ort. Es kann dann also auch nicht an diesem Ort gezielt abgetragen werden, und es bleibt nur übrig, den gesamten im Bunker enthaltenen Müll zu durchfeuchten, was seiner späteren Verbrennung nicht gerade förderlich ist, abgesehen von dem extrem hohen Investitions­ bedarf für solche Sprinkleranlagen.
In Behälter - hier Werkstoffsammelbehälter - eingefügte Sensoren für die Füllstandsüberwachung sind aus der DE-A-44 11 478 bekannt. Die Sensor­ signale werden drahtlos zu einer Zentrale übertragen, die damit in der Lage ist, das Entleeren der Behälter in wirtschaftlich sinnvoller Weise zu organisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brandschutzverfahren für Müllbunker von Müllverbrennungsanlagen anzugeben, das zuverlässig ist und mit verhältnismäßig geringem Investitionsaufwand verbunden ist, trotzdem aber erlaubt, auch tief im Müll liegende Schwelnester zu lokalisieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dem Müll auf Temperaturan­ stieg reagierende Sender zuzusetzen, die Quelle der Sendesignale zu orten und dann gezielt an der georteten Stelle den Müll bis zum Bunkerboden abzutragen und der Verbrennungsanlage zuzuführen.
Dieses Verfahren mag zunächst aufwendig erscheinen, denn nach Lage der Dinge kommen wohl nur elektromagnetische Wellen für die Signalübertragung in Frage. Da die Sender zusammen mit dem Müll der Verbrennungsanlage zuge­ führt werden, müssen also immer wieder neue Sender in den Bunker einge­ bracht werden. Andererseits braucht aber die Reichweite der Sender nur gering zu sein, und solche Sender, die dann in hohen Stückzahlen benötigt werden, lassen sich mit modernen Verfahren sehr kostengünstig fertigen.
Die Sender können dem Müll in vorbestimmter örtlicher Verteilung zuge­ setzt werden, beispielsweise von dem Kranführer durch Abwerfen. Sie können auch in vorgegebenen zeitlichen Intervallen ausgebracht werden. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die Sender jeweils dem frisch angelieferten Müll beim Abkippen zuzusetzen. Diese Möglichkeiten sind auch untereinander kombinierbar. Die Anzahl der notwendigen Sender für ein Bunkervolumen gegebener Größe wird auch davon abhängen, auf welches Maß des Temperaturanstiegs die Sender reagieren. Die Temperatur, bei der ein Sender reagieren soll, muß möglichst tief liegen, aber doch deutlich gegen die Umgebungstemperatur diskriminierbar sein.
Das Lokalisieren der Sender erfolgt zweckmäßig durch Peilung. Dabei ist es bevorzugt, einen Peilempfänger am Kran anzubringen, der dann im we­ sentlichen senkrecht nach unten gerichtet ist; der Kranführer kann dann gezielt nach dem ausgelösten Sender suchen. Alternativ kann man auch mehrere stationäre Peilempfänger vorsehen oder das Bedienungspersonal mit transportablen Peilempfängern ausrüsten.
Die verwendeten Sender umfassen ein auf vorgegebene Temperaturen reagie­ rendes Bauteil, wie sie im Handel zu geringen Kosten erhältlich sind.
Zweckmäßigerweise sind die Sender so aufgebaut, daß dieses Bauteil den Sender aktiviert, wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird.
Die Ortung durch Peilen wird erleichtert, wenn die Sender im Megahertz­ bereich arbeiten, etwa bei einigen zehn oder hundert Megahertz. Da die Leistung der Sender, und damit ihre Reichweite, sehr gering ist, sind auch keine Störungen anderer Funkdienste im gleichen Frequenzband zu befürchten, auch wenn die Sender aus Kostengründen mit nur geringer Frequenzstabilität ausgestattet werden.
Für die Leistungsversorgung der Sender bieten sich zwei Möglichkeiten an: Einmal kann jeder Sender eine kleine chemische Stromquelle aufweisen, deren Kapazität ausreicht, den Sender nach der Aktivierung durch das temperaturempfindliche Bauteil etwa eine Stunde zu betreiben (das dürfte die maximal benötigte Zeit sein, um den Sender und damit den Schwelbrand auch in einem Bunker großer Abmessungen zu lokalisieren). Als Alternative ist vorstellbar, daß ein stationärer, dem Bunker zugeordneter Sender elektromagnetische Energie in das Müllvolumen abstrahlt und jeder Überwachungssender einen Gleichrichter für über eine Antenne empfangene Energie aus diesem Feld aufweist. Gegebenenfalls kann ein solcher der Energieversorgung dienender Sender auch intermittierend - zum Beispiel im Minutentakt - betrieben und so gesteuert werden, daß eine Umschaltung auf Dauerbetrieb erfolgt, sobald einer der Überwachungssender von seinem temperaturempfindlichen Bauteil aktiviert worden ist. Welche Lösung letztlich bevorzugt wird, ist primär eine Frage der Ökonomie, aber auch der Ökologie, da chemische Stromquellen in aller Regel Schwermetalle enthalten, die bei der Verbrennung freigesetzt werden.
Eine Müllverbrennungsanlage, die für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist, umfaßt dann einen Hauptempfänger, abgestimmt auf die Frequenz der dem Müll beigegebenen Sender und hinreichend emp­ findlich, um auch die relativ schwachen Sendersignale zu diskriminieren. Tritt ein solches Signal auf, löst dieser Hauptempfänger einen Alarm aus, damit die Ortung des betreffenden Senders eingeleitet wird.
Es ist zu bedenken, daß es in einem Müllbunker ziemlich dunkel ist und die Luft, insbesondere unmittelbar über dem gebunkerten Müll, stark staubhaltig ist. Wenn dann mit mehreren stationären oder transportablen Peilempfängern gearbeitet wird, kann es zweckmäßig sein, diesen ein Mittel zuzuordnen, um die Stelle an der Oberfläche des gebunkerten Mülls zu markieren, von wo das Signal größter Leistung empfangen wird. Ein solches Mittel ist beispielsweise ein Scheinwerfer oder ein Laser, der im sichtbaren Bereich des Spektrums arbeitet, so daß die betreffende Stelle durch einen Lichtfleck für den Kranführer kenntlich gemacht wird.
Es ist zweckmäßig, zusätzlich zu dem Hauptempfänger noch einen Hilfsemp­ fänger vorzusehen, der jedoch nicht dem Bunker, sondern der Müllverbren­ nungsanlage zugeordnet ist. Wenn nämlich einer der Sender mit einer zu verbrennenden Charge aus dem Bunker ausgetragen und der Verbrennungs­ anlage zugeführt wird, wird sich sein temperaturempfindliches Bauelement unvermeidlich bis zur Aktivierungstemperatur des Senders erhitzen, bevor der Sender selbst zerstört wird. Man wird dann eine Zähleinrichtung vorsehen, deren Speicher für jeden in den Bunker eingebrachten Sender um eins inkrementiert wird, während der Hilfsempfänger der Zähleinrichtung Dekrementiersignale liefert. Auf diese Weise erhält man eine Information, wieviele aktivierbare Sender im gebunkerten Müll vorhanden sind.
Die Umgebungsbedingungen in einem Müllbunker sind natürlich äußerst rauh, so daß die Sender entsprechend robust sein müssen. Zweckmäßigerweise sind sie vollständig in eine zähe dielektrische Vergußmasse eingebettet, die schadstofflos in der Anlage mit verbrannt wird.

Claims (21)

1. Brandschutzverfahren für Müllbunker von Müllverbrennungs­ anlagen, umfassend die Schritte:
  • - dem Müll werden auf Temperaturanstieg reagierende Sender beigegeben,
  • - die Sendesignale werden lokalisiert,
  • - am Ort des betreffenden Senders wird Müll abgetragen und der Verbrennungsanlage zugeführt.
2. Brandschutzverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Sender dem Müll in vor­ gegebener örtlicher Verteilung zugesetzt werden.
3. Brandschutzverfahren nach Anspruch oder 2, bei dem die Sender dem Müll in vorgegebenen zeitlichen Intervallen zugesetzt werden.
4. Brandschutzverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Sender frisch angelie­ fertem Müll zugesetzt werden.
5. Brandschutzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zum Lokalisie­ ren der Sendesignale mindestens eine Peilung durchgeführt wird.
6. Brandschutzverfahren nach Anspruch 5, bei dem die mindestens eine Peilung von einer Stelle oberhalb des Müllbunkers aus vorgenommen wird.
7. Brandschutzverfahren nach Anspruch 6, bei dem die Stelle in Horizontal­ richtung verlagerbar ist.
8. Sender zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend einen Sender für elektromagnetische Wellen, der ein auf vorgegebene Temperaturen reagierendes Bauteil umfaßt.
9. Sender nach Anspruch 8, bei dem das Bauteil den Sender akti­ viert.
10. Sender nach Anspruch 8 oder 9, der elektromagnetische Wellen im MHz-Bereich abstrahlt.
11. Sender nach einem der Ansprüche 8 bis 10, der einschließlich einer Leistungsversorgung von Vergußmasse eingeschlossen ist.
12. Sender nach Anspruch 11, bei dem die Leistungsversorgung eine chemische Stromquelle umfaßt.
13. Sender nach Anspruch 11, bei dem die Leistungsversorgung einen Gleichrichter für über eine Antenne empfangene elektromagnetische Energie umfaßt.
14. Müllverbrennungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend
  • - einen Hauptempfänger zum Auslösen eines Alarms beim Auftreten von Sendersignalen,
  • - mindestens einen Peilempfänger zum Lokalisieren des betreffenden Senders.
15. Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 14, bei der der mindestens eine Peilempfänger an einem über dem Müll verfahrbaren Kran angeordnet ist.
16. Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 14 oder 15, bei der jedem Peilempfänger Mittel zum Markieren einer angepeilten Stelle zugeordnet sind.
17. Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 16, bei der die Mittel eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtflecks umfassen.
18. Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 17 mit einer Laserlichtquelle.
19. Müllverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, zusätzlich umfassend einen Hilfsempfänger, der auf die von einem bei beginnender Verbrennung erwärmten Sender erzeugten Signale anspricht.
20. Müllverbrennungsanlage nach Anspruch 19, zusätzlich umfassend eine Zähleinrichtung, die beim Zusetzen jedes Senders inkrementiert und von den Signalen des Hilfsempfängers dekrementiert wird.
21. Müllverbrennungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 20 zur Verwendung von Empfängern nach Anspruch 14, zusätzlich umfassend einen in das Müllvolumen abstrahlenden Sender für elektromagnetische Wellen.
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