Anlage 7

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Gutachten/Nr. TPA/04/GF 1.4/2320/02 Untersuchung von flugbetrieblichen Auswirkungen auf die Sicherheit von Betriebsanlagen und den Arbeitsschutz der Firmen TICONA und InfraServ in Kelsterbach für den Ist-Fall abgegebenen Wärme. Daher wurde die Wärmeberechnung mit dem niedrigeren Druck der Saugseite durchgeführt, da die Ausströmgeschwindigkeit proportional dem Austrittsdruck ist. Der Wärmestrahlungsfluss ausgehend von der Flammenkontur in Abhängigkeit zur Entfernung von der Flamme ist in folgender Abbildung grafisch für den Fall des einzelnen und des zusammengefassten Freistrahls dargestellt: Wärmestrahlungsfluss in kW/m 2 40 35 30 25 20 15 10 5 Freistrahlbrand Ethylen (Verdichterstation) einmal DN 150 (30 bar) zweimal DN 150 (je 30 bar) (zusammengefasster Freistrahl) 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 Entfernung in m Abb. Anlage 7.4-2: Wärmestrahlungsfluss als Funktion der Entfernung von der Flammenoberfläche beim Freistrahlbrand von Ethylen in der Verdichterstation für den einzelnen und den zusammengefassten Freistrahl Für den Fall, dass beide Freistrahlen zusammengefasst werden können, wird der krit. Wärme- strahlungsfluss für Personen von 10 kW/m 2 ab 92 m und für Gebäude von 8 kW/m 2 ab 102 m Entfernung von der Flammenoberfläche unterschritten. Mit der Flammenlänge von 115 m ergibt sich somit ein Gefährdungsradius von 207 m (für Personen) bzw. 217 m (für benachbarte Anlagenteile). Wenn davon ausgegangen wird, dass sich kein ungehinderter Freistrahl ausbildet, dann beträgt der Gefährdungsradius max. 92 für Personen bzw. 102 m für Gebäude. TÜV Pfalz Anlagen und Betriebstechnik GmbH Datei: Anlage_7_Auswirkungsbetrachtung_Rev-B Geschäftsfeld 1.4 Anlagensicherheit Stand: 09. Februar 2005 Seite 16 von 35
Gutachten/Nr. TPA/04/GF 1.4/2320/02 Untersuchung von flugbetrieblichen Auswirkungen auf die Sicherheit von Betriebsanlagen und den Arbeitsschutz der Firmen TICONA und InfraServ in Kelsterbach für den Ist-Fall Anlage 7.5: Explosion in der Ethylen-Verdichterstation Der Abriss verschiedener Ethylen-Rohrleitungen auf der Druckseite ist Gegenstand dieses Abschnitts 3) . Folgende Szenarien werden im Einzelnen betrachtet: 5.a. Abriss einer Rohrleitung DN 150 mit 40 bar Arbeitsdruck an der Nordwestwand des Gebäudes P 257 5.b. Abriss einer Rohrleitung DN 200 mit 40 bar Arbeitsdruck an der Südseite des Gebäudes P 257 5.c. Abriss von drei Leitungen DN 200 mit je 40 bar Arbeitsdruck Aufgrund des Abrisses der Rohrleitungen durch Trümmerflug kommt es zur Ausbildung eines Freistrahls. Als Folgewirkungen der Freisetzungen werden eine Explosion sowie ein Freistrahlbrand betrachtet. Wenngleich das unterstellte Ereignis des Abrisses dreier Leitungen (Szenario 5.c.) aufgrund der räumlichen Anordnung prinzipiell denkbar ist (Abb. Anlage 4.1-2 in Anlage 4), da alle Leitungen an einem Sammler einbinden, ist die Vereinigung der drei Strahlen zu einem gemeinsamen Jet als unwahrscheinlich einzustufen. Grund hierfür ist zum einen, dass die Leitungen von oben nach unten in den Sammler eingebunden sind und daher bei einem Abriss der vertikalen Leitungsführung die drei Strahlen auf den Boden gerichtet sind ohne dass sich ein Freistrahljet ausbilden kann. Bei einem vollständigen Abriss in der horizontalen Leitungsführung würden sich die Freisetzungsstrahlen in der Längsachse des Verdichtergebäudes ausbreiten. Eine Freisetzung nach Außen kann bei intaktem Gebäude nur in westlicher Richtung erfolgen. Da bei einem Absturz eines Flugzeuges auf oder in das Verdichtergebäude plausiblerweise auch die Zerstörung des Verdichtergebäudes zu unterstellen ist, muss von Trümmern und verbogenen Leitungen ausgegangen werden. Diese Effekte sprechen gegen einen glatten Rohrleitungsabriss gleichzeitig an drei Leitungen, die alle in die gleiche Richtung zeigen und in der die Ausbildung eines Freistrahles nicht durch Trümmer behindert wird. Dies bedeutet, dass das Szenarium 5.c. nur eintreten kann, wenn gleichzeitig die folgenden Bedingungen erfüllt sind: • • • Glatter Abriss aller drei Leitungen DN 200, ohne strahlverzerrende Einschnürungen. Gleiche horizontale Ausrichtung der offenen Leitungsenden. Freies Ausströmungsfeld ohne strahlverzerrende Hindernisse. Grundsätzlich gelten diese Bedingungen auch für die beiden anderen Szenarien, da auch in diesen Fällen ein ungehinderter Freistrahl sich nur ausbilden kann, wenn es zu keinen strahlverzerrenden Einschnürungen kommt, der Strahl nicht gegen den Boden gerichtet ist und wenn keine Hindernisse im Freistrahlweg liegen. Berechnet man die Iso-Konzentrationslinien für die UEG von Ethylen (2,7 Vol-%) [Naber-1991] mit dem Programm HGJET von Prof. Schatzmann [Schatzmann-1979], so ergeben sich für eine Leitung 3) Die Freisetzung auf der Saugseite (30 bar) ist in Abschnitt 7.4 betrachtet. TÜV Pfalz Anlagen und Betriebstechnik GmbH Datei: Anlage_7_Auswirkungsbetrachtung_Rev-B Geschäftsfeld 1.4 Anlagensicherheit Stand: 09. Februar 2005 Seite 17 von 35
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