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Jun 11, 2023

CNG-Nutzfahrzeuge: Eine ganz neue Gefahr für Einsatzkräfte

Steve Smith darüber, was zu tun – und was NICHT zu tun – ist, wenn ein mit komprimiertem Erdgas betriebenes Nutzfahrzeug in Flammen steht. VON STEVE SMITH Nutzfahrzeuge, die mit komprimiertem Erdgas (CNG) betrieben werden, gibt es überall

Steve Smith darüber, was zu tun – und was NICHT zu tun – ist, wenn ein mit komprimiertem Erdgas betriebenes Nutzfahrzeug in Flammen steht.

VON STEVE SMITH

Nutzfahrzeuge, die mit komprimiertem Erdgas (CNG) betrieben werden, gibt es überall in Nordamerika, vom ländlichen Amerika bis hin zu den großen Metropolen. Sie haben wahrscheinlich eines gesehen, waren sich aber nicht darüber im Klaren, dass es möglicherweise ernst wäre, wenn das Fahrzeug in Flammen stünde. Im Folgenden werde ich auf die Eigenschaften von Erdgas eingehen. Identifizierung kommerzieller CNG-Fahrzeuge; wie, wo und wann solche Fahrzeuge betankt werden; wie das CNG-System in verschiedenen Nutzfahrzeugen aufgebaut und installiert wird; und, was am wichtigsten ist, was zu tun ist und was nicht, wenn ein kommerzielles CNG-Fahrzeug brennt, basierend auf Empfehlungen der Industrie und Regierungsbehörden.

Erdgas ist ein brennbares Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. Obwohl Erdgas hauptsächlich aus Methan besteht, kann es auch Ethan, Propan, Butan und Pentan enthalten. In seiner reinsten Form, etwa dem Erdgas, das zu Ihnen nach Hause geliefert wird, handelt es sich nahezu um reines Methan. Methan (CH4) besteht aus einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen. Der charakteristische „faule Eier“-Geruch von Erdgas ist Mercaptan, ein Geruchsstoff, der dem Erdgas vor der Lieferung an den Benutzer zugesetzt wird, um die Erkennung von Lecks zu erleichtern. Erdgas hat ein spezifisches Gewicht von 0,55 bis 0,64 (Luft = 1,00) und ist damit leichter als Luft. Nach Angaben der Federal Environmental Protection Agency sind die Kohlenmonoxidemissionen von CNG-betriebenen Fahrzeugen im Vergleich zu benzinbetriebenen Fahrzeugen um 90 bis 97 Prozent und die Kohlendioxidemissionen um 25 Prozent geringer. Die Stickoxid-Emissionen können um 35 bis 60 Prozent geringer ausfallen, und die Emissionen anderer Kohlenwasserstoffe, die kein Methan sind, können um 50 bis 75 Prozent geringer sein.

Zu den mittelschweren und schweren CNG-Nutzfahrzeugen gehören Muldenkipper, Betonmischer, Müllwagen, Busse, Sattelschlepper, Lieferwagen und sogar Feuerwehrfahrzeuge. Sie sind auch aus der Entfernung leicht zu erkennen und dienen meist nur der örtlichen Verwendung. Solche Fahrzeuge verfügen über ein Flaschenregalsystem, das hinter der Kabine oder auf dem Dach des Fahrzeugs eingebaut ist und von einem Gehäuse umgeben ist. In dieses Gehäuse sind an den Seiten oder an der Rückseite Löcher gebohrt, damit das Wartungspersonal auf die Tankventile zugreifen und diese öffnen und schließen kann. Ein Fahrzeug kann einen länglichen Sattelzylinder mit der Aufschrift „CNG“ haben. Heutzutage sind bei Bussen mit CNG die Zylinder vollständig umschlossen, was für ein schlankeres und ästhetisch ansprechenderes Erscheinungsbild sorgt. Gemäß National Fire Protection Association 52, Vehicular Natural Gas Fuel Systems Code (2016), sind diese Fahrzeuge mit einem blauen Rautenaufkleber mit den weißen Buchstaben „CNG“ auf der rechten Rückseite des Fahrzeugs gekennzeichnet (Fotos 1-2).

Gewerbliche CNG-Fahrzeuge dürfen an ihrem Betriebsstandort betankt werden; Diese Standorte verfügen über eine lange Tankinsel, auf der diese Fahrzeuge über Nacht parken und auftanken. Flotten-CNG-Fahrzeuge können über Nacht betankt werden, da die Außentemperatur dann niedriger ist, wodurch mehr Kraftstoff in die Zylinder komprimiert werden kann. Ähnlich wie beim Befüllen von Flaschen mit umluftunabhängigen Atemgeräten (SCBA) entsteht beim zu schnellen Befüllen der CNG-Flaschen Wärme, die die Produktmenge verringert, die in die Flasche gefüllt wird. Unternehmen können die Flaschen auch „schnell füllen“, was nur wenige Minuten dauert. Der Betankungsanschluss kann sich in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs befinden, auf der Seite, an der sich ein herkömmlicher Tankdeckel befinden würde, in einem mit „CNG“ gekennzeichneten Kasten zwischen der Fahrertür und den Hinterrädern oder im Heck. CNG-Systeme in Fahrzeugen werden für den Kunden entwickelt und fassen in der Regel so viel wie der Dieselkraftstofftank dieses Fahrzeugs.

Ein führender Abfalldienstleister hat in einem Geschäftsbereich 425 Fahrzeuge auf CNG umgestellt und jährlich etwa drei Millionen Gallonen Dieselkraftstoff eingespart. Bei einer durchschnittlichen Ersparnis von 90 Cent pro Gallone für CNG sparte das Unternehmen allein 2,7 Millionen US-Dollar an Kraftstoffkosten. Das Unternehmen verfügt mittlerweile über mehr als 5.000 CNG- und LNG-betriebene Fahrzeuge in seiner Flotte. Die Fahrzeuge sind deutlich leiser und stoßen deutlich weniger Emissionen und Feinstaub in die Luft aus. Von nun an werde ich mich auf CNG-Müllwagen konzentrieren. Die meisten kommerziellen CNG-Fahrzeugsysteme sind auf einem Gestell mit typischerweise drei bis fünf Zylindern aufgebaut. Der in der Industrie am häufigsten verwendete Zylinder ist eine metallfreie Konstruktion vom Typ IV. Ein Kohlenstofffaser- oder Hybrid-Kohlenstoff-Glasfaser-Verbundwerkstoff besteht aus Filamenten, die über eine thermoplastische Polymerauskleidung gewickelt sind. Die Kohlefaser- und Harzumhüllung macht 100 Prozent der Festigkeit des Zylinders aus. An einem Ende des Zylinders, manchmal auch an beiden Enden, ist ein Ventil mit einer eingebauten thermischen Druckentlastungsvorrichtung (TPRD) angebracht. Dabei spielen die Zylinderkonstruktion und das TPRD-Ventil eine große Rolle. Diese Flaschen mit Ventilen werden dann an einem Gestellsystem entweder oben auf dem Fahrzeug festgeschnallt (Abbildung 1, Foto 3) oder horizontal in einem Gestell hinter der Fahrerkabine des Fahrzeugs gestapelt. Die Satteltankflasche ist an einem Gestell festgeschnallt, das am Rahmen des Fahrzeugs befestigt ist. Eine Metallabdeckung bedeckt das Gestell, um die Zylinder vor Beschädigungen zu schützen. Normalerweise besteht zwischen der Unterseite des Gepäckträgers und dem Dach des Fahrzeugs, an dem er befestigt wird, ein Abstand von etwa 8 bis 10 cm, aber nicht immer. Ein hinter dem Fahrerhaus des Fahrzeugs eingebautes Regalsystem ist bis auf die Löcher in der Tür (falls vorhanden) für die Ventile abgedichtet.

Metallische Kraftstoffleitungen verlaufen höchstwahrscheinlich von der Oberseite des Lastkraftwagens bis zur unteren Schiene des Kastens und dann weiter zu einem Kasten mit der Aufschrift „CNG“, der über einen Einfüllstutzen, ein oder zwei Manometer und ein Vierteldrehungsventil verfügt Dadurch wird die Gaszufuhr vom Kasten zum Motor des Fahrzeugs unterbrochen. Beachten Sie, dass die Ventile an den Zylindern des Fahrzeugs noch geöffnet sind. Dieser Kasten kann auch über einen Anschluss zum Entleeren der Tanks für Wartungszwecke verfügen (Abbildung 2, Foto 4).

Ein brennender CNG-Müllwagen ist eine sehr ernste Situation. Bei solchen Fahrzeugen sind drei bis fünf komprimierte Erdgasflaschen in einem Metallkasten eingeschlossen, der die Wärme speichert; Meistens befindet es sich direkt über dem Brandort. Ein Flaschenhersteller gibt an: „Das Verkohlen oder Schmelzen der Verbundmaterialien, Aufkleber, Ventile oder anderer Anbauteile ist ein Hinweis auf einen Brandschaden ….“ Der Flammeneinschlag kann dazu führen, dass das Harz von der Zylinderaußenseite wegbrennt und lose Kohlenstofffasern zurückbleibt.“ In der Müllsammelindustrie werden hauptsächlich Zylinder vom Typ IV verwendet, bei denen die Kohlefaserumhüllung 100 Prozent der Festigkeit des Zylinders ausmacht. Bei Hitze- oder Flammeneinwirkung kann ein Zylinder versagen; das Produkt wird veröffentlicht; und ein Zylinder könnte zu einem Projektil werden, ähnlich wie bei dem Vorfall in Indianapolis, Indiana, am 27. Januar 2015.

Das Feuer brach im Müllabteil eines Müllwagens aus und die Zylinder waren nicht von den Flammen betroffen. Es wird jedoch angenommen, dass das Feuer und die Eindämmung der Hitze in der Metallabdeckung, die die Zylinder schützte, zum Zusammenbruch der Verbundmaterialien und der Faserummantelung der Zylinder führten. Zwei Zylinder fielen aus und es kam zu einem extremen Bruch. Durch die Freisetzung des Erdgases kam es zu keinem Brand. Ein Zylinder flog eine Viertelmeile weit und landete im Vorgarten einer Mittelschule.

Man sieht den extremen Schaden, der durch den Ausfall der Zylinder entstanden ist. Beachten Sie, dass das 10-Gauge-Stahlblech des Müllwagens zerrissen, der Müllbehälter verbeult und die Hauptstützen verbogen waren. Beachten Sie auch den Ort des Feuers (erkennbar an der schwarzen Verkohlung an der Seite des Lastwagens) im Verhältnis zu den Tanks oben auf dem Lastwagen (Fotos 5-9).

Die an diesen Zylindern verwendeten TPRDs werden in einem Temperaturbereich von 212 °F bis 220 °F aktiviert. Wenn sie abgekühlt sind, werden sie nicht aktiviert. TPRDs sind so konzipiert, dass sie den gesamten Inhalt des Zylinders freigeben. Gehen Sie jedoch aus Sicherheitsgründen davon aus, dass alle Flaschen unter Druck stehen. Einige Zylinder wurden möglicherweise nicht entlüftet oder das TPRD wurde möglicherweise nicht aktiviert.

Nach diesem Vorfall sprach ich mit Vertretern eines Herstellers dieser Kraftstoffsysteme für den kommerziellen Einsatz. Sie erkannten diesen Fehler im System. Sie stellen die Zylinder nicht her, stehen aber in Kontakt mit den Herstellern; Beide suchen nach Möglichkeiten, das System sicherer zu machen. Zu den genannten Möglichkeiten gehören die Verwendung eines Mindestzylinders vom Typ III, bei dem es sich um einen Aluminiumtank mit Kohlefaserummantelung handelt, der die Wärme zu den TPRDs leitet, ein Notsystem-Entlüftungsknopf in der LKW-Kabine, der es dem Fahrer ermöglicht, das Gas schnell aus den Tanks abzulassen, und Neugestaltung des TPRD selbst.

Was also tun, wenn der Inhalt eines dieser Müllwagen brennt? Die erste Verteidigungslinie beginnt bei Ihren Disponenten. Sie müssen den Fahrer anweisen, den Müll sofort freizugeben, egal an welchem ​​Ort: auf einem Parkplatz, auf der Straße, auf einem Feld – wo auch immer sie sich befinden. Ihre Disponenten müssen dann fragen, ob der Lkw CNG an Bord hat, und diese Informationen an die reagierenden Einheiten weiterleiten, damit diese die Situation aus der Ferne beurteilen können.

Wenn der Fahrer die Ladung nicht entleeren kann, was dann? Kühlen wir die Zylinder, wie es uns all die Jahre beigebracht wurde? Nach Angaben der Müllsammelbranche, der Hersteller von Kraftstoffsystemen und der Clean Vehicle Education Foundation sollten Sie dies nicht tun, wenn der Mülltrichter direkt unter dem Zylindergehäuse brennt oder bei einem Lkw mit einem vertikalen Zylindergehäuse hinter der Kabine ein Motorbrand vorliegt Kühlen Sie die Tanks – lassen Sie das Fahrzeug brennen! Das widerspricht allem, was uns als Feuerwehrleuten jemals beigebracht wurde. Im Emergency Response Guidebook von 2012 heißt es, zunächst einen Bereich von 330 Fuß in alle Richtungen zu evakuieren, bei Bedarf auch weiter in Windrichtung. Wenn wir versuchen, Wasser auf die Zylinder zu sprühen, wird das Wasser die Zylinder aufgrund des Metallgehäuses nie benetzen. Wenn wir außerdem Wasser in Richtung der Zylinder sprühen, kühlt es möglicherweise nur die TPRDs ab, verfehlt ihren Zweck und erhöht die Volatilität der Situation enorm. Es wird angenommen, dass dies teilweise in Indianapolis geschehen ist.

Die Feuerwehr von Indianapolis (IN) nutzte einen erhöhten Hauptstrahl zum Besprühen der Zylinder, ging jedoch davon aus, dass das Personal möglicherweise nur die TPRDs gekühlt hat, die jedoch nicht aktiviert wurden. Infolgedessen brach die Außenseite der Zylinder aufgrund der im Gehäuse eingeschlossenen Hitze zusammen. schließlich platzte ein Zylinder. Wenn Sie das Feuer brennen lassen, funktionieren die TPRDs hoffentlich ordnungsgemäß und aktivieren und kontrollieren das Gas und das Feuer, und es sollte keinen Zwischenfall geben. Versuchen Sie auf keinen Fall, die Ventile an den Flaschen zu schließen!

Kommerzielle CNG-Fahrzeuge sind sehr sicher und reduzieren Emissionen und Umweltverschmutzung erheblich. Wenn sie brennen, müssen jedoch zum Schutz aller besondere Vorsichtsmaßnahmen und veränderte Brandbekämpfungstechniken angewendet werden. Als Feuerwehrleute sind wir darin geschult, das Feuer mit Wasser zu füllen, aber das können wir in solchen Situationen nicht. Nehmen Sie sich die Zeit, den Einsatzort vorzubereiten, den Bereich zu evakuieren und das Fahrzeug in den oben genannten Situationen brennen zu lassen. Unsere Aufgabe ist es, Leben und Eigentum zu retten – das Leben steht an erster Stelle. Dies rettet Leben und verringert das Risiko von Verletzungen oder Todesfällen in diesen Situationen erheblich. Zu wissen, wie man diese Fahrzeuge identifiziert, ist der erste Schritt, um sich selbst und die Öffentlichkeit zu schützen. Waste Management, Inc. lädt jede örtliche Feuerwehr zu ihren Standorten ein, um Schulungen zu ihren CNG-Fahrzeugen und Tankstellen durchzuführen.

STEVE SMITH ging nach 26 Dienstjahren als Leutnant der Feuerwehr von Arvada (CO) in den Ruhestand. Er verfügt über einen Associate Degree in Brandschutzwissenschaften vom Red Rocks Community College und ist staatlich zertifiziert als Feuerwehroffizier I, Gefahrenklasse-Einsatzstufe, Fahrer-/Operator-Luftfahrt und Rettungssanitäter-Grundkenntnisse.

Rettung und alternative Fahrzeugantriebe. ERDGAS-NOFÄLLE VERWALTEN. Rettungszone: Brandeinsätze bei großen Fahrzeugen