Anhänge 1 bis 4
Anhang 2: Abblaseleistung von Sicherheitsventilen Anhang 2 Original
Betrifft uns: LIN LOX CO2 nur zur Plausibilisierung
Abs. 1: Gilt für verflüssigte Gase, weil nur bei ihnen ein Wärmeeintrag große Abblaseleistungen erfordern kann.
Abs. 2: Steigt die Temperatur z. B. durch Wärmestrahlung eines Brandes über die zulässige Betriebstemperatur, steigt der Dampfdruck über den Ansprechdruck des Sicherheitsventils. Am heißesten wird die Behälterwand im Bereich der Gasphase, weil sie nicht von Flüssigkeit gekühlt wird. Dort darf höchstens die zulässige Werkstofftemperatur erreicht werden (Sicherheitsbeiwert S = 1 gegen die Streckgrenze, Anhang 3 Tabelle 1). Konservative Annahmen: nur Einstrahlung, keine Abstrahlung oder Konvektion, gleichmäßige Bestrahlung der Fläche A = d · l. Daraus folgt der abzuführende Massenstrom:
| ṁ | abzuführender Massenstrom in kg/s |
| t | zulässige Werkstofftemperatur in °C |
| A | bestrahlte Behälterfläche = d · l in m² |
| d, l | Durchmesser und Länge des Behälters in m |
| r | Verdampfungswärme des Gases in kJ/kg |
Abs. 3: Ergeben sich zu große Sicherheitsventile, ist eine genauere Berechnung mit den tatsächlichen Randbedingungen nötig. Die Regel nennt dazu den GWI-Bericht Nr. 8112 von 1990 und Fachaufsätze von 1991.
Abs. 4: Beispiele aus der Regel
Beispiel 1: Propanbehälter
- zulässige Werkstofftemperatur 250 °C, Flüssigphase 42 °C
- Einstelldruck Sicherheitsventil 15,6 bar
- r = 309 kJ/kg, l = 4,8 m, d = 1,25 m, A = 6 m²
- ṁ · r/A = 9,1 kJ/(m²·s)
- ṁ = 9,1 · 6 / 309 = 0,177 kg/s = 636 kg/h
Beispiel 2: Ammoniakbehälter
- zulässige Werkstofftemperatur 260 °C
- Einstelldruck 15,4 bar, r = 1091 kJ/kg
- l = 6,0 m, d = 1,5 m, A = 9 m²
- ṁ · r/A = 9,71 kJ/(m²·s)
- ṁ = 9,71 · 9 / 1091 = 0,08 kg/s = 288 kg/h
Im Originaltext von Beispiel 2 steht in der Rechenzeile "9,71 · r/A", gerechnet wird aber richtig mit A/r. Eigene Anmerkung
Rechner: Abblaseleistung nach Anhang 2 Eigene Ergänzung
Voreinstellung: Beispiel 1 der Regel (Propan). Werte für r je Gas und Temperatur aus Stoffdaten übernehmen.
Anhang 3: Schutzabstand zu Brandlasten Anhang 3 Original
Betrifft uns: alle oberirdischen Tanks
Abs. 1: Der Schutzabstand zwischen Brandlast und Behälter ergibt sich aus Abbildung 5 der Regel abhängig von der zulässigen Werkstofftemperatur.
Abs. 2: Zulässige Werkstofftemperatur = Temperatur, bei der die Sicherheit gegen die Streckgrenze gleich 1 ist. Man teilt die Streckgrenze bei zulässiger Betriebstemperatur durch den Sicherheitsbeiwert (meist 1,5) und liest zu diesem Wert die Temperatur aus den Werkstofftabellen ab.
| Stahl | Werkstoffnr. | Streckgrenze K bei RT in MPa | K/S (S = 1,5) in MPa | zul. Werkstofftemperatur in °C |
|---|---|---|---|---|
| P235GH | 1.0345 | 235 | 156 | 289 |
| P265GH | 1.0425 | 265 | 176 | 290 |
| 16Mo3 | 1.5415 | 275 | 183 | 329 |
| S235JR | 1.0038 | 235 | 156 | 214 |
| S355J2 | 1.0577 | 355 | 236 | 164 |
Tabelle 1 der Regel, gilt für Wanddicken bis 16 mm.
Randbedingungen des Diagramms (Abs. 3 bis 5)
- Flammenintensität 10 W/cm², z. B. Dieselkraftstoff; Brandfläche π (d/2)² oder b · b.
- Kunststoff, Holz, Stroh sind wegen geringerer Intensität oder kurzer Branddauer mit abgedeckt; nur wenige Stoffe wie Pentan strahlen stärker.
- Flammenhöhe und Brandlasttiefe sind eingerechnet.
- Ohne Flammenberührung ist Wind vernachlässigbar.
- Brandlasten oberhalb des Behälterscheitels, z. B. Dachstuhlbrand, sind abgedeckt.
Anwendung (Abs. 6 bis 9)
- Maßgeblich ist der Punkt des Behälters, der der Brandlast am nächsten liegt; die Strahlung nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab (Abb. 6).
- Bei außermittiger Lage zu eckigen Brandlasten über Hilfsbreiten b1 bestimmen (Abb. 7, Fall 2 und 3).
- Stärkere Brandlasten oder genaue Werte: Rechenprogramm nach Anhang 2 Abs. 3.
- Sicherheitsventil so bemessen, dass der Auslegungsdruck bei dieser Werkstofftemperatur nicht überschritten wird.
Anhang 4: Wassermenge für Berieselung oder Beflutung Anhang 4 Original
Betrifft uns: selten, große Anlagen
Bestimmt die erforderliche Wassermenge für ungestörte Oberflächen nach 4.5.3.1.4. Drei Brandszenarien:
A: Full engulfment
Behälter ganz in Flammen. Stromdichten abhängig vom Behältervolumen für Kugel, stehenden und liegenden Zylinder (Abb. 8a, 8b, 9a, 9b).
B: Unterfeuerung
Flamme unter dem Behälter. Nur der Anteil Qabs = ØBF · QF trifft auf (ØBF = Einstrahlzahl). Teilweise in Flammen: K1' = K1 · A'/A.
C: Nachbarschaftsbrand
Brand außerhalb der Behältertasse. Modell: Flamme als Kreisscheibe.
Formeln
| ṁ | Berieselungs- bzw. Beflutungsstromdichte, bezogen auf die Behälteroberfläche, kg/(m²·h) |
| Γ | Berieselungs- bzw. Beflutungsdichte, bezogen auf den größten horizontalen Umfang, kg/(m·h) |
| A, U | Behälteroberfläche, größter horizontaler Behälterumfang |
| F | Faktor: 1 für Beflutung (Kronenring), 2 für Berieselung (Düsen) |
| cp, r | spezifische Wärmekapazität und Verdampfungsenthalpie von Wasser |
| ϑ1, ϑ2 | Kühlwassertemperatur 20 °C, Siedetemperatur 100 °C |
| qF | Wärmestromdichte der Flamme, z. B. Dieselkraftstoff 100 kW/m² |
| qabs | vom Behälter bzw. Kühlwasser absorbierte Wärmestromdichte, kW/m² |
| a, AF | Abstand Flamme zu Behälter, Flammengröße |
Rechner: Nachbarschaftsbrand und Kühlwasser Eigene Umsetzung der Formeln
Mit cp = 4,19 kJ/(kg·K) und r = 2257 kJ/kg für Wasser. Voreinstellung: liegender Behälter etwa 2 m Durchmesser, 10 m Länge. Für gestörte Oberflächen gelten mindestens 600 l/(m²·h).
1 Absatz ohne Bezug zu LIN, LOX und CO2 ausgeblendet
Diese Absätze gelten nur für entzündbare, akut toxische oder erdgedeckte Anlagen. Der Wortlaut steht im Originaltext: