DE19715812A1 - Müllbunkeranlage mit Brandalarmvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Müllbunkeranlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Bei Müllbunkeranlagen, insbesondere bei Großanlagen, wie sie an Müllverbren­ nungsanlagen betrieben werden, besteht erhebliche Brandgefahr. Gelagerter Müll kann sich entzünden, beispielsweise durch Kompostierungsprozesse, durch che­ misch aggressive Inhaltsstoffe oder auch durch Einwurf zu heißen Mülls.

Bei gattungsgemäßen Anlagen wird die Mülloberfläche mit einer Thermokamera betrachtet und das gewonnene Temperaturbild auf zu heiße Stellen ausgewertet. Nach dem Stand der Technik wird dabei Alarm gegeben, wenn heiße Stellen eine bestimmte Temperatur überschreiten. Die Alarmgabe kann beispielsweise eine automatische Löscheinrichtung in Betrieb setzen.

Nachteilig bei den Anlagen nach dem Stand der Technik ist, daß die Alarmgabe abhängig von den gemessenen Oberflächentemperaturen erfolgt. Zum einen führt dies zu Fehlalarmen, wenn beispielsweise heißer Müll eingeworfen wird, der schnell abkühlt und ungefährlich ist. Zum anderen werden tief sitzende Glut­ nester zu spät erkannt, nämlich erst dann, wenn sie einen großen Oberflächenbe­ reich allmählich erwärmt haben, der bei Überschreiten der Alarmtemperatur be­ reits einen großflächigen, schwer beherrschbaren Brand vorbereitet hat. Aus die­ sen Gründen kommt es bei nach dem Stand der Technik ausgerüsteten Anlagen immer wieder zu schwer beherrschbaren Bränden bis hin zum Totalverlust der sehr teuren Anlage.

Nach dem Stand der Technik, also bei reiner Temperaturüberwachung, lassen sich diese Nachteile nicht beherrschen. Senkt man die Alarmtemperatur so weit ab, daß tiefe Glutnester rechtzeitig erkannt und bekämpft werden, so erhöht sich die Zahl der Fehlalarme, die schon durch im Hochsommer von Müll aus einem längere Zeit in der Sonne stehenden Fahrzeug ausgelöst werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Müllbunkeranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Vermeidung von Fehlalarmen größere Brände mit Sicherheit rechtzeitig erkennt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird nicht die aktuelle Oberflächentemperatur ausgewertet, sondern es wird eine Trendanalyse angestellt, die mit großer Sicherheit unge­ fährliche von gefährlichen heißen Stellen unterscheiden kann.

In einer Ausführungsvariante der Erfindung wird der zeitliche Verlauf der Tem­ peraturen heißer Stellen bestimmt. Bei frisch aufgeworfenem sehr heißem Müll ergibt sich ein sofortiges Absinken der Temperaturen, so daß diese heiße Stelle schon nach kurzer Zeit als harmlos aus der weiteren Betrachtung ausgeschieden werden kann. Bei einem tief sitzenden Glutnest wird die Erwärmung der darüber liegenden Oberfläche erkannt und zeitlich verfolgt. Steigt die Temperatur zu­ nächst an, so kann noch abgewartet werden, ob eventuell das Glutnest wieder erlischt oder zumindest normal bleibt, die Temperatur also wieder fällt. Steigt die Temperatur aber laufend an, und wird insbesondere gemäß Anspruch 2 durch Auswertung des Gradienten festgestellt, daß der Temperaturanstieg rasant zu­ nimmt, so liegt eine gefährliche, zu bekämpfende Stelle vor, und es kann recht­ zeitig Alarm gegeben werden, wenn die Oberflächentemperaturen noch sehr nied­ rig liegen.

In der zweiten Ausführungsvariante wird die Flächenausdehnung heißer Stellen in ihrem zeitlichen Verlauf überwacht. Auch hier ergibt sich wieder im wesentli­ chen dasselbe Auswertschema. Wird heißer Müll eingekippt, so kann die Flä­ chenausdehnung der sich ergebenden heißen Stelle ermittelt werden. Kühlt der Müll ab, so verkleinert sich die heiße Stelle bzw. verkleinern sich die Flächenin­ halte von Isothermenlinien (Umrisse gleicher Temperatur). Wächst die Fläche dagegen an, so besteht Brandgefahr und muß Alarm gegeben werden. Auch bei tief unter der Oberfläche liegenden Glutnestern kann an der Oberfläche die Größe der heißen Stelle z. B. mittels der Flächenberechnung von Isothermen verfolgt werden. Wächst die Fläche der heißen Stelle an, und zwar insbesondere wieder­ um gemäß Anspruch 2 mit wachsender Steilheit des Gradienten, so muß Alarm gegeben werden, während bei allmählicher Abflachung ein Selbsterlöschen zu erwarten ist.

Die beiden Ausführungsvarianten können zu erhöhter Meßgenauigkeit miteinan­ der kombiniert werden.

Die Erfindung gibt also die Möglichkeit, noch sehr heiße Stellen, die sich aber abkühlen, als ungefährlich zu erkennen, relativ kalte, aber anwachsende Stellen als gefährlich zu erkennen. Es werden also gefährliche Stellen sehr frühzeitig erkannt und dennoch Fehlalarme vermieden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Müllbunkeranlage im Querschnitt,

Fig. 2 ein Temperaturbild der in Fig. 1 dargestellten Mülloberfläche,

Fig. 3 das Bild gemäß Fig. 2 zu einem späteren Zeitpunkt,

Fig. 4 den Temperaturverlauf eines soeben eingeworfenen Haufens,

Fig. 5 den Temperaturverlauf an der Mülloberfläche über einem tief lie­ genden Glutnest,

Fig. 6 den zeitlichen Verlauf der Fläche einer Isotherme auf der Müllober­ fläche über dem Glutnest bei gefährlichem Verlauf und

Fig. 7 eine Darstellung gemäß Fig. 6 bei harmlosem Verlauf.

Fig. 1 zeigt eine Müllbunkeranlage üblicher Ausführung eines Großbunkers für eine Müllverbrennungsanlage. Der Bunker ist mit seiner Wandung 1 teilweise in den Erdboden 2 eingelassen. Über eine Rampe 3 wird durch die dort vorgesehene Öffnung von Müllfahrzeugen der Müll angeliefert und in den Innenraum 4 des Bunkers eingeworfen, wo er zu einem Müllberg mit der Mülloberfläche 5 an­ wächst. An der Decke des Bunkers ist ein fahrbarer Kran mit Greifer 6 angeord­ net, der den Müll verteilen, vermischen und über einen Trichter 7 zu nicht darge­ stellten weiterverarbeitenden Anlagen ausgeben kann.

An der Wand des Bunkers in günstigem Betrachtungswinkel zur dargestellten Mülloberfläche 5 ist eine Thermokamera 8 schwenkbar angeordnet, die mit gege­ benenfalls variablem Betrachtungswinkel die Mülloberfläche 5 insgesamt oder bereichsweise betrachten kann.

Das von der Thermokamera 8 gewonnene Bild wird einer nicht dargestellten Auswerteinrichtung zugeführt, die es beispielsweise auf einem Bildschirm zur Anzeige bringen kann. Zwei solche Bilder, in zeitlicher Abfolge nacheinander von demselben Ausschnitt der Mülloberfläche 5 angefertigt, sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Man sieht in Fig. 2 die Abbildung eines Haufens 9, der, wie Fig. 1 zeigt, soeben frisch eingeworfen wurde und noch auf der Mülloberfläche 5 liegt. Dieser Hau­ fen 9 unterscheidet sich in seiner Temperatur von der umgebenden Temperatur der Mülloberfläche und ist somit in seinen Umrissen auf dem in Fig. 2 darge­ stellten Bild erkennbar. Das Bild kann in üblicher Ausbildung solche Thermobil­ der erstellender Einrichtungen unterschiedliche Temperaturen mit unterschiedli­ chen Farben oder unterschiedlichen Grauwerten darstellen. In Fig. 2 ist daher der Müllhaufen 9 mit einer Isothermenlinie 10 dargestellt, die den Umriß des Hau­ fens 9, gesehen von der Thermokamera 8, wiedergibt, wobei beispielsweise der darstellende Monitor, z. B. ein Computerbildschirm, innerhalb der Linie 10 eine andere Farbe oder einen anderen Grauwert wiedergibt als außerhalb der Linie 10.

An einer anderen Stelle im dargestellten Bildausschnitt der Fig. 2 ist der Oberflä­ chenbereich oberhalb eines in Fig. 1 dargestellten unter der Oberfläche liegenden Glutnestes 11 zu sehen. Dieses Glutnest bildet, wie in Fig. 1 mit einer gestri­ chelten Linie angedeutet, einen zur Mülloberfläche 5 gerichteten Bereich erhöh­ ter Temperatur aus. Dabei ist die Mülloberfläche unmittelbar über dem Glutnest 11 am heißesten und in Entfernung zu diesem Punkt kühler.

Fig. 2 zeigt dies mit drei Isothermenlinien 12, 13 und 14, die entsprechend der Temperaturauflösung der darstellenden Einrichtung drei Bereiche unterschiedli­ cher Temperatur oberhalb des Glutnestes 11 darstellen, deren Temperatur von außen nach innen anwächst.

Fig. 3 zeigt das Bild der Fig. 2 zu einem späteren Zeitpunkt. Das Gebiet erhöhter Temperatur innerhalb der Linie 10 ist verschwunden, da der mit hoher Tempera­ tur frisch eingeworfene Haufen 9 sich abgekühlt hat. Diese heiße Stelle hat sich also als ungefährlich herausgestellt, obwohl sie zu Anfang hohe Temperaturen aufwies.

Das Glutnest 11 stellt sich als gefährlich heraus. Wie Fig. 3 zeigt, haben sich die Isothermenlinien 12, 13 und 14 stark ausgeweitet. In der Mitte hat sich eine neue Isothermenlinie 15 noch höherer Temperatur gebildet.

Mit herkömmlichen Brandalarmvorrichtungen werden lediglich die an der Mülloberfläche 5 sich ergebenden Temperaturen überwacht. Bei einer voreinge­ stellten Alarmtemperatur wird Alarm gegeben. Übliche Alarmtemperaturen liegen bei 70°C. Wird beispielsweise der Haufen 9 im Hochsommer aus einem Müll­ fahrzeug eingeworfen, das lange in der Sonne gestanden hat, wird ohne weiteres diese Temperatur erreicht. Der völlig harmlose Haufen 9, der sich schnell ab­ kühlt, wird als gefährlich erkannt und führt zur Alarmgabe. Bei dem Glutnest 11 dagegen treten zunächst an der Oberfläche nur niedrige Temperaturen auf, die sich unwesentlich von der umgebenden Oberflächentemperatur unterscheiden. Erst nach längerem Anwachsen der Aktivitäten im Glutnest 11, wie der Verlauf anhand der Fig. 2 und 3 zeigt, bildet sich eine Stelle 15 so hoher Temperatur aus, daß die Alarmtemperatur überschritten und Alarm gegeben wird. Dann kann das Glutnest 11 aber schon so groß sein, daß es anschließend auf großer Fläche mit starker Flammen- und Rauchentwicklung durchbricht und nur noch schwer zu bekämpfen ist.

Daher wertet die beschriebene Anlage nicht nur die Temperaturen, sondern deren zeitlichen Verlauf aus. Sie vergleicht also die Temperaturbilder gemäß Fig. 2 und Fig. 3 sowie weitere im zeitlichen Abstand von demselben Bereich der Müllober­ fläche 5 gewonnene Bilder miteinander und bestimmt beispielsweise, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, die Temperaturverläufe heißer Stellen und speichert die­ se zur Auswertung.

Fig. 4 zeigt den Temperaturverlauf 16 (Temperatur T aufgetragen über der Zeit t) des Haufens 9. Man sieht, daß zunächst vor Einwerfen dieses Haufens die nor­ male Temperatur der Mülloberfläche 5 vorlag von beispielsweise 30°C. Beim Einwerfen wuchs die Temperatur stark an und fiel sofort wieder ab. Mit geeig­ neten Berechnungsprogrammen kann dieser Temperaturverlauf ausgewertet wer­ den beispielsweise darauf, ob nach einem Anstieg innerhalb einer gewissen Zeit die Temperatur wieder fällt und ob sie kontinuierlich weiter fällt. Dann erfolgt keine Alarmgabe.

Fig. 5 zeigt den Temperaturverlauf 17 in der Mitte oberhalb des Glutnestes 11, also in dem mittleren Bereich der Isothermenlinie 12 in Fig. 2 bzw. 15 in Fig. 3. Man sieht, daß hier die Temperatur von sehr niedrigen Werten, wie sie an der umgebenden Mülloberfläche 5 vorliegen, allmählich, dann aber immer steiler ansteigt. Es kann hier bei einer Auswertung des Anstieges z. B. daraufhin unter­ sucht werden, ob die Temperatur über mehrere Meßzyklen dauernd ansteigt und dann Alarm gegeben werden. Es kann aber auch der Gradient, also die Steigung der Kurve 17 ausgewertet werden. Wird die Kurve immer steiler, so besteht Ge­ fahr, und es muß Alarm gegeben werden, auch wenn die Temperatur an sich noch niedrig liegt.

In den Fig. 6 und 7 ist jeweils der zeitliche Verlauf der Flächenausdehnung hei­ ßer Stellen angegeben. Dazu wird beispielsweise eine der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Isothermenlinien beobachtet und die von der Linie umschlossene Fläche berechnet und sodann in Fig. 6 oder 7 als Fläche F über der Zeit t zur An­ zeige gebracht.

Fig. 6 zeigt die Entwicklung beispielsweise der Fläche innerhalb der Isothermen­ linie 13, die sich zeitlich von Fig. 2 nach Fig. 3 stark ausdehnt. In Fig. 6 ist mit der Kurve 18 ein gleichmäßig ansteigender Flächenverlauf dargestellt.

Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 7 den Flächenverlauf einer Isotherme, der in einer Kurve 19 anders verläuft, nämlich zunächst ansteigend und nach Überschreiten eines Maximums wieder abfallend. Die Auswertung dieses Verlaufes und insbe­ sondere auch wiederum die Auswertung der Steigung dieses Verlaufes ermöglicht eine Beurteilung der Gefährlichkeit dieser heißen Stelle. Wird, wie Fig. 7 im Ge­ gensatz zu Fig. 6 zeigt, im zeitlichen Verlauf die Steigung flacher und sogar nach dem Maximum negativ (abkühlend), so handelt es sich um eine ungefährliche heiße Stelle, während Fig. 6 eine gefährliche Stelle zeigt, die sich laufend weiter aufheizt. Steigt die Kurve sogar mit wachsender Steilheit, so bestünde höchste Gefahr, was mit entsprechenden Berechnungsprogrammen erkannt und zur An­ zeige gebracht werden kann.

Die beiden Auswertmethoden, nämlich die Auswertung des Temperaturverlaufs gemäß den Fig. 4 und 5 und die Auswertung des Flächenverlaufs gemäß den Fig. 6 und 7 kann kombiniert werden. Wird beispielsweise über dem Glutnest 11 so­ wohl die Mittentemperatur, also die Temperatur der heißesten Stelle an der Mülloberfläche 5, als auch die Ausdehnung von Flächen innerhalb bestimmter Isothermenlinien im zeitlichen Verlauf verfolgt, so können noch genauere Aussa­ gen getroffen werden. Beispielsweise könnte ein sehr dicht unter der Müllober­ fläche 5 liegendes kleines Glutnest in seiner unmittelbaren Nähe an der Mülloberfläche einen raschen Temperaturanstieg bewirken, jedoch wäre die Flä­ chenausdehnung der heißen Stelle auf der Mülloberfläche nur geringfügig und würde durch die Abkühlung durch den umgebenden Müll schnell wieder in einer Kurve gemäß Fig. 7 zurückgehen. Aus der Gesamtwürdigung dieser Merkmale könnte eine unnötige Alarmgabe vermieden werden.

Claims (2)

1. Müllbunkeranlage mit einer Brandalarmvorrichtung, die mit einer Ther­ mokamera (8) die Mülloberfläche (5) betrachtet und das gewonnene Bild in einer Auswerteinrichtung auf gefährliche Temperaturen überwacht, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung aus in zeitlichen Ab­ ständen gewonnenen Thermobildern der Mülloberfläche (5) den zeitlichen Verlauf der Temperatur (16, 17) und/oder der Flächenausdehnung (18, 19) heißer Stellen (9, 11) ermittelt und daraus den Zeitpunkt der Alarmabgabe bestimmt.

2. Müllbunkeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung den Gradienten des zeitlichen Verlaufes (16, 17, 18, 19) ermittelt.