Časopis 112 ROČNÍK XXIII ČÍSLO 10/2024

Před příjezdem první jednotky k požáru ve Frenštátu pod Radhoštěm halu opustilo všech 33 zaměstnanců. Asi po půl hodině došlo k propadnutí střechy a následně k částečné destrukci obvodových stěn přístavků. Hasební voda byla dopravována dálkově z řeky Lubiny a vzdálené řeky Lomné. Zapojeno bylo 118 hasičů, požár zachvátil plochu 4 700 m2. Před třemi lety vypukl požár v Zařízení pro energetické využití odpadu v pražských Malešicích, do současné doby není uzavřený z hlediska soudního sporu zainteresovaných stran. Technický ústav požární ochrany vypracoval znalecký posudek a stanovil příčinu vzniku požáru. Pro posuzování a zkoušení parametrů hadic používaných v požární ochraně existuje v současnosti soubor evropských technických norem, respektive jejich národních verzí. V základu lze normy rozdělit na požadavkové a zkušební. V srpnu pokračovala sezona lesních požárů v jihovýchodní Evropě, která byla velmi náročná. Na pomoc s hašením vyslala Česká republika pozemní tým. 

Ve středu 20. října 2021 v 15.11 hodin byl nahlášen na tísňovou linku 158 požár v areálu Zařízení pro energetické využití odpadu (ZEVO) v pražských Malešicích. Hustý kouř stoupající z pozemku spalovny byl dobře patrný nejen z blízkého okolí, ale i z mnoha vzdálenějších míst po celém městě. Ačkoli tento rozsáhlý požár proběhl již před třemi lety, do současné doby není uzavřený z hlediska soudního sporu zainteresovaných stran.

Obr. 1 Pohled na halu technologie mokrého čištění spalin

Popis události

Na místo dorazilo celkem 21 profesionálních a dobrovolných jednotek požární ochrany (PO), chemická služba Praha-Petřiny a chemická laboratoř Kamenice. Byl vyhlášen 3. stupeň požárního poplachu. Průzkumem bylo zjištěno, že se jedná o požár technologie mokrého čištění spalin v jihovýchodní části areálu. Hašení probíhalo převážně vnitřkem budovy vytvořeným dopravním vedením 3 × B a následně sedmi útočnými proudy do všech pater budovy. Požár byl lokalizován téhož dne v 17.40 hodin a likvidace byla oznámena 21. října v 9.12 hodin. Vzniklá škoda dosáhla 300 milionů korun a událost výrazně narušila probíhající rekonstrukci spalovny, která se kvůli tomu protáhla o další jeden rok. Následky požáru zahrnovaly dočasné omezení provozu a přesun části odpadu do jiných zařízení k dalšímu zpracování.

V době před vznikem požáru probíhala v ZEVO Malešice od roku 2018 generální oprava a ekologizace vybraných částí zařízení. Spalovna fungovala již přes 20 let a z hlediska technologického vývoje, ekologických požadavků a také materiálové únavy či koroze bylo důležité přistoupit k rozsáhlé rekonstrukci. Snaha o maximalizaci využití zdrojů a dosažení nejvyšší účinnosti spalování byla důvodem k výměně starých kotlů za technologicky vyspělejší. Generální oprava se dotkla i jednotlivých komponentů technologie čištění spalin, aby tak splňovala nejnovější emisní limity. Projekt byl rozplánován postupně na všech čtyřech spalovacích linkách (L1 až L4) na roky 2018, 2019, 2020 a 2021. V době oprav jedné linky byly další tři linky v provozu. Oprava započala linkou č. 4, poté pokračovala na L1, L2 a jako poslední byla L3, která měla být do zkušebního provozu uvedena na konci roku 2021.

V době vzniku požáru na technologii mokrého čištění spalin probíhaly na L3 dokončovací práce zahrnující montáž plastových potrubí proplachové vody, montáž měřicí a regulační techniky, montáž a zapojení osvětlení prostor haly a zkoušky komínové klapky a ventilátoru. Celá technologie z ocelových a sklolaminátových nádob výšky až 26 m a z navazujících potrubí byla umístěna v pětipodlažním objektu ocelové příhradové konstrukce (obr. 1). Požár vznikl ve vnitřním prostoru technologie linky L3, ze kterého se po odhoření hořlavých částí potrubního vedení spalin rozšířil i mimo něj. Jelikož se linka L4 nacházela v téže hale v těsné blízkosti, přenesl se také na její hořlavé součásti a silně ji poškodil. Zásahem jednotek PO a dostatečným stavebním odstupem byly uchráněny linky L1 a L2, které zůstaly nadále v provozu a zajišťovaly chod ZEVO během následující obnovy zařízení po požáru.

Šetření na místě požáru a stanovení jeho příčiny

Jelikož uvedení všech zjištěných skutečností, ohniskových příznaků a dalších poznatků, z nichž se při vyšetřování příčin vzniku předmětného požáru vycházelo, dalece přesahuje možnosti rozsahu tohoto článku, budou uvedeny pouze nejdůležitější skutečnosti v zestručněné podobě.

Obr. 2 Schéma 4. stupně čištění spalinPrvotní ohledání požářiště příslušníky zjišťování příčin vzniku požárů (ZPP) Hasičského záchranného sboru hlavního města Prahy (HZS hl. m. Prahy), kteří provedli fotodokumentaci požáru a zásahu, proběhlo ještě v den požáru. Následujícího dne bylo zahájeno došetření za účasti vyšetřovatelů HZS hl. m. Prahy, Služby kriminální policie a vyšetřování Policie České republiky (PČR) z 1. oddělení obecné kriminality, skupiny expertů pro požárně technické expertizy z Technického ústavu požární ochrany (TÚPO) a vedení společnosti ZEVO Malešice. Při tomto došetření vyšetřovatelé HZS hl. m. Prahy sdělili všechny dosud získané informace k požáru. Jako další krok byla vedením společnosti nejprve teoreticky popsána a vysvětlena celá technologie mokrého čištění spalin. Pro objasnění pojmů technologie čištění spalin a snazší pochopení dále uvedené časové osy požáru je krátce shrnuta v následujícím popisu se schématem zařízení (obr. 2). Složitost a rozlehlost celé zasažené technologie a také postupně další nově získávané poznatky z šetření a výpovědí svědků si vyžádaly ještě několik následných došetření na požářišti ve dnech 5., 8., 10. a 16. listopadu 2021 za účasti příslušníků ZPP HZS hl. m. Prahy a expertní skupiny TÚPO. K mimořádné události bylo oddělením požárně technických expertiz TÚPO vypracováno nejprve odborné vyjádření pro HZS hl. m. Prahy a následně též znalecký posudek pro PČR.

Čištění spalin z kotlů probíhá ve čtyřech stupních. Předmětným požárem byl zasažen pouze poslední 4. stupeň, proto je pro zjednodušení popis omezen pouze na něj. Souhrnně je tento konečný stupeň čištění před odvedením spalin do 177 m vysokého komína označovaný jako pračka spalin. Kouřové plyny jsou čištěny od škodlivých látek vypíráním vodních suspenzí hašeného vápna s přídavkem 10 % aktivního uhlí. První takové čištění probíhá v tzv. předpračce, což je válcová sklolaminátová kolona o výšce 26 m. Proud spalin prochází předpračkou ve směru shora dolů a produkty chemických reakcí ve formě roztoků kyselin a solí jsou akumulovány v jímce na dně. Další reakční kolonou je absorbér, což je ocelová válcová nádoba o výšce 26 m. Proud spalin zde prochází směrem vzhůru a je taktéž promýván suspenzí hašeného vápna s přídavkem 10 % aktivního uhlí. Vnitřní povrch absorbéru byl v rámci rekonstrukce pogumován navulkanizováním pásů pryže jako opatření proti zjištěné korozi ocelového pláště. Předpračka a absorbér jsou ve spodní části, ve výškové úrovni přibližně 8 m, spojeny horizontálním sklolaminátovým potrubím obdélníkového průřezu, ve kterém je umístěný odlučovač kapek I. Tento roštový systém lamel z polypropylenu (PP) odděluje prostředí v jednotlivých kolonách. Změnou směru proudění spalin na lamelách odlučuje unášené kapky vápenné suspenze. Napojení odlučovače je provedeno tzv. kompenzátorem – nepropustným textilním rukávovým přechodem. Stejného provedení je odlučovač kapek II, který je napojený na výstupu spalin z hlavy absorbéru ve výškové úrovni asi 25 m. Z tohoto odlučovače vede zpětné drenážní potrubí DN200 z PP do spodní části absorbéru. Souběžně podél něj bylo právě v době vzniku požáru budováno nové drenážní PP potrubí DN200, zaústěné do jímky předpračky. Tyto práce, jak se během vyšetřování ukázalo, měly zásadní vliv na vznik požáru. Za odlučovačem kapek II jsou spaliny převedeny  textilním kompenzátorem do vertikálního sklolaminátového potrubí, ve kterém je umístěný výměník tepla – ohřívač spalin, tzv. WaGaWo. Z toho ústí spalinová cesta do komínového ventilátoru linky č. 3 a za ním proudí přes komínové klapky do společného komínu ZEVO.

Následovalo seznámení vyšetřovatelů s popsanou technologií již přímo v objektu čištění spalin na zachovalých linkách L1 a L2. Dalším krokem bylo ohledání požárem zasažené linky č. 3 s provedením fotodokumentace. Na místě bylo zjištěno, že největší poškození vykazuje vnější plášť absorbéru ve výšce od 18 m (obr. 3) a zároveň došlo k úplnému odhoření jeho vnitřního pogumování. Dále byl požárem téměř zcela zničen odlučovač kapek II, jehož trosky ležely na roštové podlaze ve výškové úrovni 21 m (obr. 4). V těchto místech v době vzniku požáru pracovali zaměstnanci hlavní dodavatelské firmy, kteří zde budovali drenážní potrubí z PP trubek metodou elektrofuzního svařování plastů. Z jejich svědeckých výpovědí bylo zjištěno prvotní zpozorování plamenného hoření okolo 15. hodiny v prostoru textilního kompenzátoru za odlučovačem kapek II. Metodě svařování plastových trubek nebyla z počátku vyšetřování bohužel kladena patřičná pozornost, neboť zástupci dodavatelské firmy byla prezentována jako bezpečná metoda mechanického spojování za nízkých teplot bez požárního nebezpečí. Pracovníci při stavbě potrubí zároveň přivařovali elektrickým obloukovým svařováním objímky k ocelové konstrukci budovy, aby jej mohli uchytit. Prvotní pozornost při hledání možných iniciátorů požáru tak byla směřována k této činnosti. Kriminalistickým technikem odboru kriminalistické techniky a expertiz Služby kriminální policie a vyšetřování PČR byly zajištěny stopy v podobě svářecího invertoru, svářečské kukly a elektrod a úhlové brusky. Kromě pracovníků, nacházejících se v místě svědeckého ohniska, pracovalo na všech patrech budovy dalších 13 pracovníků různých subdodavatelských firem. Všichni byli v následujících dnech vyslechnuti. Z řídicího systému technologie byly získány údaje z množství čidel rozmístěných podél celého 4. stupně čištění a dále hodnoty z kontinuálního měření emisí různých znečišťujících látek v komíně. Z těchto dat se také vycházelo při posuzování okolností příčin vzniku požáru. Byla nalezena časová shoda se záznamem časů otvírání a zavírání komínových klapek a časů testování komínového ventilátoru se zvýšenými hodnotami některých emisí a ty byly interpretovány jako příznak skrytého hoření nebo žhnutí uvnitř absorbéru již v ranních hodinách ve středu 20. října 2021 okolo 8.55 až 9.00 hodin, ještě před zpozorováním požáru v odpoledních hodinách. Uvažovalo se o tom, že následné testování komínového ventilátoru v 15.00 hodin téhož dne podpořilo prouděním vzduchu následný prudký rozvoj požáru a jeho rozšíření na celou technologii. Na základě zjištěných skutečností ze všech šetření byla tedy jako příčina vzniku požáru v polovině roku 2022 stanovena iniciace pryžového vnitřního obložení absorbéru od žhavých okují vzniklých při svařování elektrickým obloukem, které se nově budovaným potrubím dostaly do vnitřního prostoru absorbéru.

Zpochybnění výsledků šetření a revize příčiny vzniku požáru

Tento závěr šetření však byl hlavní dodavatelskou firmou zpochybněn. K případu si nechala vypracovat znalecký posudek, který vytyčoval kriminalistické ohnisko vzniku požáru ve zcela jiných místech, konkrétně v přízemí budovy u paty předpračky. Iniciátorem požáru pak posudek stanovoval přivařování kovových držáků zářivkových osvětlovacích těles pracovníky subdodavatelské elektromontážní firmy. Jiskry nebo okuje ze svařování měly být při této činnosti nasáty v blízkosti plastového potrubí průměru 50 mm (DN 50) dovnitř předpračky. Toto potrubí tvořilo její bezpečnostní přepad a bylo zaústěno na její dno. Jiskry pak podle posudku měly iniciovat sklolaminátový materiál kolony s následným rozšířením požáru na vnitřní pogumování absorbéru a dále na celou technologii.

V důsledku tohoto zpochybnění se PČR v září 2022 obrátila na TÚPO se žádostí o zpracování znaleckého posudku (ZP). Z naší strany byly revidovány všechny stávající podklady z minulých šetření a zároveň byly doplněny i některé nové. Po podrobném prověření kamerových záznamů z vnitřních prostor objektu došlo k jednoznačné identifikaci jednotlivých pracovníků a zpřesnění časové osy jejich pohybu a možných časových intervalů jimi prováděných prací. Zároveň byly zjištěny nové skutečnosti k přesnosti měření koncentrací znečišťujících látek při kontinuálním sledování emisí v komíně. Jak se ukázalo, původně interpretované hodnoty měření emisí škodlivých látek neměly příčinnou souvislost s příznaky skrytého hoření, které bylo původně stanoveno jako příčina vzniku požáru. Pozornost se tak obrátila směrem k elektrofuznímu svařování polypropylenového potrubí. Jak již bylo uvedeno, dodavatelská firma tuto metodu prezentovala jako mechanické spojování plastových trubek za studena. Při prostudování technických parametrů metody však bylo shledáno, že tomu tak není a tato metoda může za určitých podmínek přinášet zvýšené požární nebezpečí. Riziko vzniku požáru při této činnosti bylo také již dříve potvrzeno v zahraničí.

Obr. 4 Pohled na trosky odlučovače kapek II z výškové úrovně 26 m

Podstatou tohoto svařování tzv. elektrotvarovkou je, že spojované místo trubek je dodáním tepelné energie uvedeno do roztaveného stavu (asi 240–260 °C), který umožnuje vzájemné spojení plastového potrubí. Roztavení plastu je dosaženo pomocí topné spirály v elektrotvarovce, do které se spojované trubky nasunou. Elektrotvarovka po svaření zůstává trvalou součástí potrubí. Pokud během svařování vznikne větší množství taveniny na straně tvarovky, výrazně se zvyšuje pravděpodobnost pohybu topné spirály v tavenině s možným vznikem mezizávitového zkratu spirály. Vzájemným pohybem dílů se také zvyšuje možnost vystříknutí horké taveniny plastu do vnitřního prostoru trubky. U potrubí průměrů větších než DN150 je doporučeno zaslepení obou konců tak, aby vnitřkem neproudil vzduch. To by ovlivnilo teplotní parametry procesu a přísun kyslíku k roztavenému plastu by mohl způsobit jeho vznícení. Materiál potrubí a elektrotvarovek z PP je z hlediska stavebních materiálů klasifikován podle příslušné normy jako normálně zápalný. Při teplotě sváření 260 °C již dochází k částečnému rozkladu polymerního PP na jeho monomer – propylen, který se z taveniny uvolňuje v podobě horkých hořlavých par svařovaného plastu. Tyto horké páry se při dostatečné koncentraci vzdušného kyslíku mohou za určitých podmínek vznítit, neboť teplota vzplanutí PP je 260 °C a teplota samovznícení 360 °C. V případě nežádoucího posunu svařovaných dílců se iniciačním zdrojem požáru může stát samotná topná spirála elektrotvarovky. Jejím vystoupením z taveniny do vnitřního prostoru trubky nebo mezizávitovým zkratem (elektrický proud procházející spirálou dosahuje hodnot až 125 A) dojde na vzduchu k jejímu rozžhavení až do červeného žáru. To představuje teploty vysoko nad bodem vzplanutí či samovznícení PP a jeho par.

Obr. 5 Pohled na torzo svářecího přístroje skrze roštovou podlahu

Prostudováním fotodokumentace bylo nalezeno torzo svářecího elektrofuzního přístroje s připojeným vinutím topné spirály elektrotvarovky. Torzo bylo zavaleno troskami odlučovače kapek II na podlaží ve výšce 21 m a bylo patrné pouze z nižšího patra skrze roštovou podlahu (obr. 5). Z výpovědí pracovníků, kteří prováděli zmíněné svařování v místě prvotního zpozorování požáru, bylo zjištěno, že v době okolo 15.00 hodin zaregistrovali blíže nespecifikovaný problém se svářecím zdrojem a s průběhem svářecího procesu. Z dalších poznatků pak již byla sestavena následující časová osa vzniku a průběhu požáru:

• 14:59:37 spuštění komínového ventilátoru, což způsobilo vznik silného proudění ve spalinové cestě.
• 15.03 nárůst hodnoty emisí oxidu uhelnatého (CO), uhlíkatých sloučenin (TOC) a sazí (TZL)  – počáteční projevy požáru s prudkým zvýšením hodnot v čase 15.07.
• 15:05:25 mírný nárůst teploty za WaGaWo z hodnoty 20 °C s následným prudkým zvýšením v čase 15:06:50 nad horní limit termočlánku 170 °C.
• Okolo 15.05 oznámení o problému s elektrofuzním svářecím přístrojem plastového potrubí a o prohoření kompenzátoru obsluhujícím pracovníkem svému nadřízenému.
• Krátce před 15.07 zpozorování požáru a jeho vnějších projevů v místě textilního kompenzátoru za odlučovačem kapek II oběma přítomnými svědky.
• 15.07 telefonát nadřízeného pracovníka na velín k zastavení komínového ventilátoru.
• 15.07 skokové navýšení emisí SO₂ v komíně, pocházející z hořícího pryžového povlaku absorbéru.
• 15:07:45 vypnutí ventilátoru a jeho doběh.
• 15:08:40 úplné zastavení ventilátoru.
• V čase 15.11 je požár oznámen na tísňové lince, v budově je vyhlášen poplach. Podle kamerových záznamů probíhá samovolná evakuace pracovníků z budovy.
• V tuto chvíli hoří drenážní PP potrubí připojené k odlučovači kapek II a hoření se přeneslo přes plastové lamely odlučovače, taktéž z PP do vzdálenější části spalinové cesty.
• 15.15 byl zaznamenán skokový nárůst emisí TZL a pokles emisí CO v komíně, což ukazuje na hoření pryže vnitřního potahu absorbéru, které spotřebovalo kyslík potřebný k hoření a přechází do fáze žhnutí. Emise TZL jsou způsobeny nedokonalým hořením (nedostatkem kyslíku). Jejich přítomnost dokazoval svědky pozorovaný hustý černý kouř stoupající z komína. Při tomto nedokonalém hoření vzniká i velké množství CO a pyrolýzních plynů. Mohlo tak dojít k jeho hromadění ve spodní části absorbéru, která v tu dobu nebyla již provětrávána přítomností tahu komínového ventilátoru. Přirozený komínový tah byl omezen perforací spalinové cesty za místem hoření v místě odhořelého kompenzátoru.
• V čase 15.20 zaznamenalo tlakové čidlo za ohřívačem spalin WaGaWo tlakovou vlnu šířící se všemi směry spalinové cesty. Projevy tlakové vlny byly zaznamenány i na průmyslových kamerách v průjezdě budovy a u dveří na východní straně budovy za komínem.
• Tuto rázovou vlnu způsobilo explozivní hoření (výbuch) nahromaděných horkých pyrolýzních plynů a CO ve chvíli, kdy v důsledku zvyšování jejich objemu došlo ke styku se vzdušným kyslíkem. Ten proudil ze zaústění odlučovače kapek I z předpračky do absorbéru. Tím došlo k vytvoření výbušné koncentrace. V tu chvíli byly splněny podmínky pro hoření této směsi, kdy iniciátorem bylo probíhající žhnutí pogumování absorbéru.
• Že se jednalo o výbuch CO a pyrolýzních plynů nahromaděných ve spalinových cestách, dokazuje zvýšení hodnoty CO v komíně těsně po výbuchu, kdy tlaková vlna vytlačila ven neshořelé CO, které pak bylo zaznamenáno systémem měření emisí.
• Ihned nato následuje zvýšení teploty za odlučovačem kapek I a s menším zpožděním i před ním (zhruba interval 2 až 3 minuty), což ukazuje na šíření požáru z absorbéru směrem do předpračky přes hořící odlučovač kapek I. 
• Z předpračky se pak požár rozšířil přes přírubové spoje na přepadové potrubí DN50. Ve spodní části předpračky způsobilo tepelné působení požáru zeslabení sklolaminátové stěny kolony, která vlivem své hmotnosti ve spodní části praskla a sesunula se. Tím vznikly stopy působení požáru, které znalec dodavatelské firmy označil za kriminalistické ohnisko.

Závěr

Příčinou vzniku požáru byla stanovena iniciace horkých hořlavých par PP žhavým povrchem odporové topné spirály tzv. elektrotvarovky při elektrofuzním svařování nově budovaného drenážního potrubí. Plamenné hoření uvnitř trubky průměru 200 mm bylo vlivem podtlaku a silného proudění vzduchu, vzniklého při souběžně probíhající zkoušce komínového ventilátoru, nasáto do odlučovače kapek II, který byl uvnitř taktéž z PP. Dále došlo k prohoření textilního kompenzátoru mezi odlučovačem a potrubím směřujícím ke komínu. Hořící části odlučovače taktéž způsobily zapálení vnitřního gumového obložení absorbéru. Později byly iniciovány nahromaděné výbušné plynné produkty. Tím došlo k explozivnímu rozšíření požáru do zbylé části technologie čištění spalin, tedy odlučovače kapek I a předpračky proti původnímu směru proudění.

Je třeba podotknout, že se skutečností, že elektrofuzní svařování plastů může být potencionálním iniciátorem požáru, se vyšetřovatelé setkali poprvé. Intenzita a rozsah požáru zároveň zničily většinu stop určujících kriminalistické ohnisko. Proto došlo při prvotním šetření k zaměření na možnost iniciace v důsledku svařování elektrickým obloukem, které je častým iniciátorem požárů. Informace o nízké citlivosti čidel kontinuálního měření emisí v komíně získaná v době zpracování znaleckého posudku vedla k přehodnocení interpretace naměřených hodnot vsazených do časové osy událostí. Bylo prokázáno, že dobu vzniku požáru lze stanovit těsně před jeho zpozorováním. Proto se zpracovatelé ZP zaměřili na přesný technologický postup a podmínky elektrofuzního svařování.

Závěrem lze konstatovat, že elektrofuzní svařování nemusí být za určitých podmínek bezpečné a může vést ke vzniku požáru. Proto je potřeba k němu přistupovat stejně jako k dalším činnostem podle vyhlášky č. 87/2000 Sb. (Podmínky požární bezpečnosti při svařování).

kpt. Ing. František LAHODNÝ, Ph.D., Technický ústav požární ochrany, foto archiv Technického ústavu požární ochrany

Print  E-mail  X Corp.   Facebook