Fallstudie aus China: Brandschutzlösung für Umspannwerke und Trafobränden mit Wassernebelturbine

Brände in Umspannwerken können zu Stromausfällen und hohen Sachschäden führen. Da die Transformatoren mit großen Ölmengen gefüllt sind, müssen sie schnell und effizient gelöscht werden. Da Wassernebel ein hervorragendes Löschmittel ist, wird diese innovative Technologie immer mehr als Zukunfts-Lösung angesehen. Auch China setzt nun auf Wassernebel, um Trafo-Brände zu verhindern; deshalb schützen seit 2020 Löschturbinen von EmiControls Chinas Umspannwerke.

2015 starteten wir von EmiControls eine produktive Zusammenarbeit mit einem chinesischen Partner aus Shanghai, der zu den führenden Unternehmen Chinas in Sachen Brandschutz zählt. Im Auftrag des nationalen "State Grid Electric Power Research Institute" entwickelten wir zusammen mit unserem Partner eine innovative und effiziente Brandschutzlösung für zwei Umspannwerke der "State Grid Corporation of China" (SGCC), dem größten Stromversorger der Welt. 
Die Brandschutzplanung für ein Umspannwerk ist keine leichte Aufgabe. Wasser leitet Strom und ist daher als Löschmöglichkeit für Umspannwerke ungeeignet und teilweise auch verboten. Da unsere Feuerlöschturbinen mit Hilfe eines Ventilators mikroskopisch kleine Wasser-Tröpfchen erzeugt, sind diese nicht kohäsiv und können auch keinen Strom leiten. Mit anderen Worten: Wassernebel entzieht dem brennenden Objekt die Hitze schnell und verkürzt die Löschzeit. 

SIMULATION EINES TRAFO-BRANDES: ERSTER ERFOLGREICHER TEST DER FT10E WASSERNEBELTURBINE

Ein erster Brandversuch mit unserer Wassernebelturbine FT10e wurde im Auftrag der State Grid Corporation of China durchgeführt. Sie waren beeindruckt von der Löschkraft des mit Schaum vermischten Wassernebels. Der Feuerlöschtest fand in Shanghai auf dem Testgelände unseres Partners statt. Auf einer Fläche von 48 m² mit einem Heizwert von 116 MW wurde ein dreidimensionaler Transformatorenbrand mit einem Gesamtvolumen von 2.400 Litern Diesel simuliert. Zu Beginn des Löschvorgangs betrug die Temperatur 1.200 °C. Mit einer Wassernebel-Schaum-Mischung von 3% war das Feuer innerhalb von 25 Sekunden vollständig gelöscht – ein hervorragendes Ergebnis.

FT10E: EFFEKTIVE LÖSUNG FÜR TRANSFORMATOR-BRÄNDE MIT WASSERNEBEL

Das „e“ im Namen unserer Brandbekämpfungsturbine FT10e steht für "elektrisch", dadurch ist sie mit Strom- und Wasserzufuhr voll funktionsfähig. Mit Hilfe der integrierten SPS kann sie externe Signale verarbeiten, läuft vollautomatisch und kann kundengerecht mit jedem auf dem Markt erhältlichen Detektionssystem angetrieben werden. Dies ist insbesondere bei Umspannwerken von Bedeutung, da die Anlage aufgrund der hohen Spannungen schwer zugänglich ist und im Brandfall für die Feuerwehrleute höchst gefährlich ist.

Die Wassernebel-Technologie ermöglicht es, das Feuer zu umhüllen und die Hitze entziehen. Mithilfe der sich bildenden Wassernebelwände wird auch das übergreifen des Feuers auf umliegende Objekte verhindert. Ein zusätzlicher Vorteil der Brandbekämpfungsturbine ist, dass sie sowohl mit AFFF-Schaummitteln als auch mit den umweltfreundlicheren Flurfreien Schäumen arbeiten kann. Die Verwendung von Schaum ist insbesondere beim Löschen von Bränden der Klasse B, flüssige Brennstoffe, ein wichtiger Faktor. 

INSTALLATION UND ANWENDUNG: BRANDLÖSCHANLAGE FÜR UMSPANNWERK IN DER PROVINZ ZHEJIANG

Nach erfolgreichen Tests, wurden 2019 und 2020 Löschturbinen von EmiControls an die "State Grid Corporation of China" geliefert und von unserem lokalen Partner vor Ort installiert.
Das Umspannwerk in der Provinz Zhejiang wird von insgesamt zwölf FT10e Turbinen abgedeckt, von welchen jeweils eine Turbine zwei Transformatoren beschützt. Insgesamt befinden sich 24 Transformatoren in der Anlage, wobei jeder der 800-kV-Transformatoren 4,8 m breit, 4,6 m hoch und 14 m lang ist.

Die Turbinen sind im Inneren der Turbine mit einem Düsenkopf ausgestattet, in dieser Konfiguration erreicht sie eine Wirkungsbereich von 35 Metern. Zudem sind die Turbinen auf einem 8 Meter hohen Turm positioniert und können so in einem Brandfall den Wassernebel von oben auf die Transformatoren sprühen. Rieselt der Wassernebel von oben auf das Feuer, gewährleistet dies eine optimale Abdeckung der brennenden Fläche durch das Erreichen aller versteckten Ecken und Winkel. Das Übergreifen des Feuers auf die anderen Transformatoren, oder sogar auf die gesamte Anlage, wird somit verhindert. Das Detektionssystem rund um das Umspannwerk in der Provinz Zhejiang ist automatisch. Sobald der Alarm ausgelöst wird, beginnen die Turbinen sofort mit 600 l/min (bei einem Druck von 12 bar) zu löschen. Die Schaumzumischrate beträgt 1-3 %. Der Wassernebel hilft, die Temperatur in der Entstehungsphase des Brandes niedrig zu halten. Wenn ein Transformator Feuer fängt, muss dieser schnell gelöscht werden, um Verletzungen und Stromausfälle gesamter Stadtteile zu vermeiden, aber auch um den Sachschaden so gering wie möglich zu halten.

ERFAHRUNG UND ZUKUNFTSPERSPEKTIVEN

Weitere Installationen von FT10e Turbinen für die State Grid Corporation sind bereits geplant und werden in den kommenden Monaten und Jahren, natürlich in enger Zusammenarbeit mit unserem Partner, erfolgen.

BRANDBEKÄMPFUNGSTURBINE FT10E

Die Löschturbine FT10e ist eine speziell für den stationären Brandschutz entwickelte Turbine. Durch die Einstufung für die Brandklassen „feste Brennstoffe“, „flüssige Brennstoffe“, „gasförmige Brennstoffe“ sowie „Fettbrände“ ist sie sehr gut für den Einsatz in Umspannwerken geeignet. Zudem können die Turbinen vollautomatisch gesteuert werden, wodurch ein Personeneinsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vermieden wird.

Die FT10e kann an eine vorhandene Brandmeldezentrale angeschlossen oder auf Wunsch manuell bedient werden. Sie hat einen Schwenkbereich von 360° und eine Turbinenneigung von -19° bis +43°. Die Turbine ist mit einem Düsenkopf ausgestattet, der eine Wurfweite von bis zu 50m erreicht. Der Außenring ist mit 20 Quadrijet-Düsen ausgestattet, die das Wasser zu einem feinen Nebel zerstäuben. Wassernebel kann dem entstehenden Brand schnell die Wärme entziehen, Gegenstände umhüllen und selbst versteckte Brandherde erreichen. Das macht Wassernebel zu einer effizient und vielseitig einsetzbaren Löschtechnik.