Verfahrenstechnik 7-8/2018

BETRIEBSTECHNIK Brände

BETRIEBSTECHNIK Brände früh erkennen Infrarotthermografie verhindert Katastrophe im Altpapierlager Das Brandrisiko in Altpapierlagern ist hoch. Wie man der Brandgefahr am besten begegnet, zeigt ein Papierhersteller, der an verschiedenen Standorten auf das Pyrosmart-System zur Brandfrüherkennung setzt. Papier gehört zu den Materialien, die am besten im Wertstoffkreislauf recycelt werden. In Europa werden über 70 % aller Papierprodukte der Wiederverwertung zugeführt. Zu großen Ballen gepresst wird das gesammelte Altpapier bei den Papierherstellern angeliefert und dort in der Regel im Außenbereich gelagert. Autor: Dr. Jörg Lantzsch, freier Fachjournalist, Wiesbaden Im Sommer 2016 herrscht scheinbar Routine auf der Außenlagerfläche der Papierfabrik von Saica in Manchester. Das Werk ist einer der größten Standorte des spanischen Unternehmens, das in neun europäischen Ländern insgesamt 49 Werke betreibt. Wie jeden Tag liefern Dutzende LKW Altpapierballen als Rohmaterial für die Papierherstellung im Werk Manchester an. Kurz vor 16 Uhr ist einer der Ballen schon während des Abladens deutlich heißer als gewöhnlich. Nur wenige Minuten später bricht ein Feuer aus; Ausgangspunkt ist der soeben abgeladene Ballen. Die Betriebsfeuerwehr ist innerhalb weniger Minuten vor Ort und kann den Brand dadurch sehr schnell unter Kontrolle bringen. Schnelle Brandbekämpfung Dass die Feuerwehr so schnell mit der Brandbekämpfung beginnen konnte, ist einem der drei installierten Pyrosmart­ Systeme zu verdanken. Rund 22 000 t Altpapierballen lagern im Durchschnitt im 01 Das patentierte Pyrosmart-System, das mit einer hochauflösenden messenden Infrarotkamera ausgestattet ist, kann kritische Temperaturen im Papierlager frühzeitig erkennen und genau lokalisieren Außenlager, das eine Fläche von etwa 3 000 m 2 hat. Die Lagerung von Papier ist immer mit einem vergleichsweise hohen Brandrisiko verbunden. So kann sich Papier etwa an heißen Teilen von Fahrzeugen oder durch Funkenschlag entzünden. Im Freien sind allerdings herkömmliche Methoden zur Branderkennung, wie Linienmelder oder Rauchansaugsysteme, naturgemäß nicht praktikabel. Daher hat sich Saica bereits 2015 dazu entschlossen, im Werk Manchester ein neues Brandfrüherkennungssystem einzusetzen, das auf Basis von Infrarot-Technik arbeitet. Zum Einsatz kommt das Pyrosmart-System der Firma Orglmeister Infrarot-Systeme. Es besteht aus einer Infrarot-Wärmebildkamera und einer Tageslichtkamera, die zusammen 36 VERFAHRENSTECHNIK 7-8/2018

BETRIEBSTECHNIK 02 Auf dem Ausgabe-Terminal in der Leitwarte werden das Panorama-Wärmebild und das Videobild dargestellt: Im Falle eines Alarms können die Mitarbeiter damit schnell den Entstehungsort eine Brandes lokalisieren und Maßnahmen zur Brandvermeidung einleiten in einem speziellen Gehäuse untergebracht sind. Eine mechanische Schwenkvorrichtung, die mit robusten Spezialgetrieben ausgestattet ist, ermöglicht die permanente Erfassung eines großen Bereichs. Insgesamt sind im Werk Manchester drei Pyrosmart-Systeme auf Masten installiert. Mit der Positionierung in zwei Ecken der Lagerfläche und auf der gegenüberliegenden Seite haben die Systeme die gesamte Außenlagerfläche im Blick. Die aufgenommenen Wärmebilder werden mithilfe einer patentierten Software zu einem detailgetreuen Infrarot-Panoramabild zusammengesetzt. Der zum System gehörende Rechner zur Visualisierung ist in der Leitwarte installiert. Dort wird das Infrarot-Panoramabild, das zu jedem Punkt des Überwachungsbereichs eine Temperatur anzeigt, dargestellt. In der modular aufgebauten Software lassen sich frei wählbare Temperaturschwellen festlegen, bei denen verschiedene Aktionen ausgeführt werden. Dies kann bspw. ein Voralarm sein, der Mitarbeiter vor steigenden Temperaturen warnt, noch bevor die Zündtemperatur erreicht wird. Auf diese Weise lässt sich ein möglicher Brand schon vor der Entstehung aufgrund der ansteigenden Temperatur erkennen. Bei Überschreitung einer weiteren Temperaturschwelle wird dann automatisch ein Alarm ausgelöst. Analyse nach dem Brand Bei dem Brand auf der Außenlagerfläche des Werks in Manchester haben die Pyrosmart-Systeme den gesamten Verlauf festgehalten. Die Verantwortlichen hatten dadurch noch im Nachhinein die Möglichkeit, die Quelle des bereits glimmenden Ballens zu identifizieren. Auch der genaue zeitliche Verlauf des Feuers sowie die Brandbekämpfung konnten mit den Aufzeichnungen aus dem Pyrosmart-System genau analysiert werden. Auf diese Weise kann man Schlussfolgerungen für die Zukunft ziehen, um ähnliche Vorfälle zu vermeiden. Auch die Brandbekämpfung kann so für die Zukunft noch effektiver organisiert werden. Bei Saica zeigten sich die Verantwortlichen mit dem Pyrosmart-System hochzufrieden. „Hätten wir das Brandfrüherkennungs-System nicht in Betrieb gehabt, wäre der Vorfall vermutlich katastrophal verlaufen“, erklärt ein Logistik-Manager von Saica: „Durch die schnelle Reaktion haben wir nur rund 20 t Material verloren und die Produktion für rund vier Stunden unterbrochen. Infrarottechnik Ohne das Pyrosmart-System hätten wir das Werk sicher für mehrere Wochen schließen müssen.“ Die Vorteile der Brandfrüherkennung haben dazu geführt, dass auch andere Standorte innerhalb der Saica-Gruppe in Zukunft auf das Pyrosmart-System setzen werden. Mit einer jährlichen Produktion von rund 2,9 Mio. t ist Saica Marktführer in Europa. Am Firmensitz im spanischen Saragossa betreibt das Unternehmen gleich zwei Papierfabriken. Am Standort Saica 1 produzieren zwei Papiermaschinen rund 300 000 t/a Recyclingpapier. Da das Werksgelände an bewohntes Gebiet grenzt, ist der Brandschutz hier besonders wichtig. Auch hier lagern die Altpapierballen im Freien. Der Lagerplatz hat die Größe von zwei Fußballfeldern. Bei einer Teststellung im Herbst 2017 konnten die Ergebnisse, die mit dem System erzielt wurden, auch die Verantwortlichen in Saragossa überzeugen. Da der Lagerplatz des Werks durch hohe Betonmauern in insgesamt acht Bunker unterteilt ist, mussten die Planer besondere Anstrengungen unternehmen, um eine perfekte Sicht der Kameras zu ermöglichen. Insgesamt vier Pyrosmart-Systeme, die auf hohen Masten installiert werden, können das Außenlager in Zukunft lückenlos überwachen. Jedes System arbeitet als eigenständiger Sondermelder und autarkes Brandmeldesystem durch die Nutzung integrierter Brandmeldeausgänge, die direkt an die BMZ melden. www.orglmeister.de Jeder Körper gibt elektromagnetische Strahlung ab, die überwiegend im Infrarotbereich liegt. Die genaue spektrale Verteilung dieser infraroten Strahlung, die erstmals 1900 von dem deutschen Physiker Max Planck beschrieben wurde, ist abhängig von der Temperatur des Körpers. Durch Messung der Infrarotstrahlung lässt sich so eine sehr genaue Temperaturmessung durchführen. Mit modernen Infrarotkameras erhält man ein genaues Infrarotabbild des aufgenommenen Bereichs – ein sogenanntes Wärmebild. Typische Anwendungen für diese Technik finden sich im Bauwesen, wo sich Schwächen der Gebäudeisolierung aufdecken lassen, oder bei der Instandhaltung von Maschinen, bei der sich bspw. Schäden an Kugellagern durch eine übermäßige Wärmeentwicklung ankündigen. Für den Brandschutz bietet die Infrarottechnik die Möglichkeit, Brände schon in der Entstehungsphase zu erkennen, in der die Temperatur noch unterhalb der Zündtemperatur liegt. VERFAHRENSTECHNIK 7-8/2018 37