Systematická bezpečnostní studie kulových zásobníků na LPG metodou HAZOP. Flaga s.r.o. plnírna PB Praha, Satalice

Transkript

1 FLAGA s.r.o. Nádražní 564/ Hustopeče u Brna tel.: fax.: Zpracováno pro provoz: FLAGA s.r.o. Plnírna PB Praha Satalice Budovatelská 155, Praha 9 - Satalice Systematická bezpečnostní studie kulových zásobníků na LPG metodou HAZOP Flaga s.r.o. plnírna PB Praha, Satalice Dokument je zpracován na základě požadavků zákona o prevenci závažných průmyslových havárií č.59/2006 Sb. v platném znění. Zpracoval: F.Babinec Brno, říjen 2013

2 HAZOP (Hazard and Operability Study) je systematická bezpečnostní studie založená na systémovém přístupu ke složité výrobní technologii nebo aparátu. Metoda HAZOP využívá: systémového přístupu k posuzování bezpečnosti, předností klíčových slov pro generování odchylek od bezpečného stavu, principu brainstormingu při tvořivém rozvoji uvažovaných scénářů události, vycházejících z odchylky od bezpečného stavu, nalezení příčin odchylky, pro identifikaci bezpečnostní funkce a odhad konečných následků. Systematickou bezpečnostní studii/detailní identifikaci zdrojů rizika závažné havárie metodou HAZOP realizoval v období červen - říjen 2013 tým specialistů ve složení: Zástupci Flaga s.r.o.: Ing. Jaromír Špičák, bezpečnostní poradce fy Flaga a.s. zástupci Flaga Satalice p.kindl, vedoucí výroby Flaga Satalice p Stašek, operátor výroby, p. Hála, operátor výroby, p.moravec, operátor výroby, Ostatní členové: František Babinec, Brno, vedoucí týmu. Luboš Kotek, zapisovatel, Brno tým. Záznam studie je realizován obvyklou formou rozpravy HAZOP týmu podle schématu: odchylka příčina následek bezpečnostní funkce akce/opatření. Úplný záznam studie je uveden v příloze této studie. Za zpracovatele:... F. Babinec Plnírna PB Praha Satalice,

3 OBSAH: 1. ÚVOD 5 2. ÚDAJE O OBJEKTU Lokalizace objektu Klimatické poměry Lokalizace Plnírny PB 8 3. ZÁKLADNÍ ÚDAJE O POSUZOVANÝCH ZAŘÍZENÍCH Popis kulových zásobníků V = 1000 m Stávající úroveň prevence NĚKTERÉ VLASTNOSTI PROPAN-BUTANU Základní vlastnosti propanu a butanu CLP klasifikace propanu a butanu NFPA klasifikace propanu a butanu Vybrané vlastnosti propanu a butanu STUDIE METODOU HAZOP Stručná charakteristika metody Přínos systematické studie pro praxi SEZNAM POSUZOVANÝCH SUBSYSTÉMŮ VÝBĚR SCÉNÁŘŮ PRO MODELOVÁNÍ ZÁVĚR STUDIE HAZOP 24 LITERATURA 25 Plnírna PB Praha Satalice,

4 Seznam použitých zkratek: ČD české dráhy Z1 Z2 kulové zásobníky 2 x m 3 HAZOP Hazard and Operability Study KF kapalná fáze LPG směs kapalného propanu a butanu PB propan-butan PF plynná fáze PSV pojistný ventil Některé základní pojmy: okamžitý únik kontinuální únik Flash Point Deflagrace Detonace Exploze BLEVE VCE Jet Flame Fire Ball Flash Fire Pool Fire únik celého objemu z nádoby během několika sekund při rozlomení nádoby v důsledku ztráty integrity nádoby postupný únik celého objemu nádoby otvorem daného rozměru nebo únik celého objemu do 10 minut teplota/bod vzplanutí, páry vzplanou, ale trvale nehoří šíření chemické reakce látkou, které probíhá v reakčním pásmu pomocí vedení tepla, sáláním a molekulární difúzí, lineární rychlost šíření reakčního pásma je nižší než rychlost zvuku za místních podmínek šíření chemické reakce látkou, které probíhá v ostře odděleném reakčním pásmu konstantní nadzvukovou rychlostí pomocí generované rázové vlny děj, při kterém dochází k náhlému uvolnění energie, projevující se vysokým tlakem, teplotou a rychlostí šíření částic exploze může probíhat jako deflagrace, nebo detonace Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion exploze mraku par uvolněných z přehřáté kapaliny, základním projevem události je vznik tlakové vlny, u hořlavých látek dojde k vytvoření tzv. ohnivé koule s intenzivní tepelnou radiací, dalším projevem události je rozlet fragmentů Vapour Cloud Explosion exploze, která je výsledkem vznícení oblaku hořlavých par nebo plynu ve směsi se vzduchem, kdy rychlost hoření je dostatečně vysoká, aby se vytvořil významný přetlak hoření plynu na výstupu z potrubí/trysky ohnivá koule hořících plynů po okamžité iniciaci směsi hořlavých plynů se vzduchem děj, při kterém dochází k mžikovému vyhoření mraku výbušných par bez tlakových projevů, lokální teplota koresponduje s teplotou hoření směsi hoření par nad povrchem louže Plnírna PB Praha Satalice,

5 1. ÚVOD V objektu FLAGA a.s., provozovně Plnírny PB v Satalicích jsou provozovány dva kulové skladovací zásobníky na LPG, objem jednoho zásobníku je V = 1000 m 3. Zásobníky byly vyrobeny a uvedeny do provozu v roce Předložená systematická bezpečnostní studie realizovaná metodou HAZOP je zaměřena na bezpečnost vlastního kulového zásobníku. Do zásobníků se stáčí LPG ze železničních cisteren pomocí stáčecích hadic. Zásobníky jsou na straně kapalné fáze (vstup a výstup) vybaveny dálkově ovládanými armaturami. Ostatní armatury jsou ruční. Zásobník je řádně vystrojen měřicí a regulační technikou, je vystrojen pojistným ventilem s odfukem do atmosféry. Zásobníky stojí na ocelových podporách s tepelnou vyzdívkou/ochranou zvyšující požární odolnost podpor. Na druhé straně, obezdění podpor znesnadňuje vizuální kontrolu koroze pod tepelnou izolací. HAZOP (Hazard and Operability Study) je systematická bezpečnostní studie založená na systémovém přístupu k posuzování bezpečnosti. Pro hodnocení posuzovaných zařízení je důležité jejich zabezpečení, konstrukční řešení, provedení a vybavení bezpečnostními systémy(bariérami. Cílem předložené studie metodou HAZOP zaměřené na zdroje rizika závažné havárie je identifikace takových situací na zařízení (resp. takových scénářů), které mohou způsobit závažnou havárii. Na základě výsledků systematické studie je možno: identifikovat scénáře závažné havárie, identifikovat iniciační události a vytvořit grafy logického rozvoje události. Plnírna PB Praha Satalice,

6 2. Údaje o objektu 2.1 Lokalizace objektu Objekt Flaga s.r.o., Plnírna PB Satalice je situován v průmyslové části Satalic. Satalice jsou čtvrť a katastrální území Prahy. Je zde evidováno 50 ulic a 695 adres. Žije zde 2023 obyvatel. K Praze byly připojeny roku 1974 a začleněny do městského obvodu Praha 9. Dne 24. listopadu 1990 pak vznikla městská část Praha-Satalice. Městská čtvrť Praha Satalice se nachází v severovýchodní části Prahy. Průmyslová oblast městské části Satalice je umístěna v jižní části Satalic v prostoru mezi železniční tratí a rychlostní městskou komunikací Vysočanskou radiálou v Praze 9. Rozměry objektu Flaga a.s. v Satalicích jsou cca 266 m x 210 m. Rychlostní komunikace je ve vzdálenosti cca 200 m od kulových zásobníků na LPG, vzdálenost zásobníků k železniční trati a nádraží je cca 320 m. K silnici Budovatelská vedoucí kolem objektu Flaga a.s. je od zásobníků vzdálenost 205 m, k silnici Před tratí vymezující obytnou oblast Satalic je 360 m. K novému sídlišti (ulice Federova) vybudovanému za Vysočanskou magistrálou je vzdálenost 543 m. Obr. 1 Umístění objektu Plnírny PB Satalice, širší souvislosti Plnírna PB Praha Satalice,

7 2.2 Klimatické poměry Území městské části Praha-Satalice leží klimatologicky na rozhraní mezi oblastí s mírně teplou, suchou a mírnou zimou a oblastí s mírně teplou, suchou a převážně mírnou zimou. Průměrná roční teplota vzduchu je 8,5 C s minimem v lednu a maximem v červenci. Průměrný roční úhrn srážek je 544 mm s minimem v únoru (24 mm) a maximem v srpnu (79 mm). Nejvyšší denní úhrn srážek je 98 mm za měsíc v červenci. Průměrná roční vlhkost vzduchu je 80%. Průměrné roční trvání slunečního svitu je 1587 hodin s minimem v prosinci a maximem v červenci. Počet dnů s výskytem inverzního tepelného zvrstvení vzduchu se pohybuje v rozmezí 10-20% celkové roční doby, což je dnů. Vzhledem k poloze území ve městě a jeho orografické situaci lze celkově říci, že území je dostatečně provětráváno a rozptylové podmínky jsou většinou dobré. Pražské klima je ovlivněno také tak zvaným tepelným ostrovem velkoměsta, v centru města je například průměrná teplota vzduchu při stejné nadmořské výšce o 1 C vyšší než ve volné krajině. To je způsobeno velkou koncentrací tepelných zdrojů, ale hlavně menšími ztrátami při výparu v důsledku urbanizace aktivního povrchu, kde výrazně převažují zpevněné plochy nad přirozeným povrchem s vegetací a kde převážná část dešťových srážek ihned odtéká do kanalizace. Dlouhodobý roční průměr teploty vzduchu ( ) se tak pohybuje od 9,9 C v centru Prahy (Klementinum) do 7,9 C v nejvyšších polohách na okrajích města (Ruzyně). Obr. 2 Klimatické poměry Praha (bonita klimatu) s vyznačením městské části Satalice Plnírna PB Praha Satalice,

8 2.3 Lokalizace Plnírny PB Skladovací stanice je tvořena dvěma kulovými skladovacími zásobníky, každý o objemu 1000 m 3, zásobníky jsou umístěny na volné ploše. Pro skladování LPG jsou vedle kulových zásobníků určeny 3 válcové zásobníky každý o objemu 100 m 3, Objekt stáčení LPG (PB) z železničních cisteren je otevřený a nezastřešený. Slouží ke stáčení kapalného LPG do skladovacích zásobníků. Objemy železničních kotlových vozů se pohybují v rozmezí od 20 do 45 1 t kapalného LPG. V objektu plnírny PB Satalice jsou dvě stáčecí pozice, které umožňují současné stáčení dvou železničních cisteren. Účelová železniční vlečka vede ke stáčecímu stanovišti cisteren. V blízkosti stáčecího stanoviště se nachází strojovna s čerpadly. Objekt je přístupný ze dvou protilehlých směrů. V přiměřené vzdálenosti jsou instalovány hydranty. Části zařízení, které obsahují nebezpečné látky 2 : - kulové zásobníky 2 x 1000 m 3, - válcové zásobníky 3 x 100 m 3, - sklady tlakových lahví, - potrubní rozvody plynu (LPG) - železniční cisterny a automobilové cisterny v objektu. Části zařízení, ve kterých probíhají nebezpečné procesy: - čerpací stanice včetně kompresorovny, - plnírna tlakových lahví - stáčecí stanoviště železničních cisteren, - plnicí stanoviště autocisteren. Systematická bezpečnostní studie realizovaná metodou HAZOP je především 3 zaměřena na: vlastní těleso kulového zásobníku, objem zásobníku V = m 3, ocelové podpory zásobníků s izolací odolávající působení ohně, plocha pod zásobníky, záchytná a havarijní jímka. Umístění uvažovaných zařízení je na obrázku č ,4 t propan-butanu (objem 95 m 3, max. plnění 85%, uvažovaná hustota LPG: 538 kg/m 3 ). 2 Podrobnější popis viz seznam posuzovaných jednotek/zařízení v dokumentu Selekce zdrojů rizika závažné havárie metodou výběru podle CPR 18E v objektu Plnírna PB Hustopeče Flaga s.r.o. (aktualizace 2010). 3 Úplný seznam posuzovaných subsystémů je v kapitole 7. Plnírna PB Praha Satalice,

9 obr. 3 Situační schéma umístění stabilních zařízení/zdrojů rizika (kulové zásobníky, válcové zásobníky a plnírna) v objektu Flaga a.s., plnírna Satalice Plnírna PB Praha Satalice,

10 3. Základní údaje o posuzovaných zařízeních 3.1 Popis kulových zásobníků V = 1000 m 3 Společnost Flaga s.r.o. požívá pro skladování LPG v objektu plnírny Satalice 2 kulové zásobníky znázorněné na následujících obrázcích. Objem každého kulového zásobníku je 1000 m 3 a vnější průměr činí 12,50 m. Množství LPG skladované v zásobnících je dané jejich projektovanou kapacitou (plnění zásobníků na 85%). Obrázek č. 4 představuje schéma zásobníku. Těleso kulového zásobníků spočívá na 24 podporách tangenciálně připevněných k zásobníku. Podpory zásobníku jsou opatřeny tepelnou izolací s potřebnou odolností proti ohni. Z obrázku je patrný přístup k zásobníku a horní průlez do zásobníku. Pod zásobníkem je betonová záchytná plocha spádovaná do havarijní jímky umístěné mimo půdorys zásobníku. Zásobníky byly vyrobeny v roce Obr. 4 Schéma kulového zásobníku na LPG (V = 1000 m 3 ), 10

11 Obr. 5 Kulový zásobník v.č. 9253, horní plošina, pojistné armatury, přístupová lávka, podpory zásobníku, požární izolace podpor Obr. 6 Štítek kulového zásobníku v.č. 9253, za štítkem detail požární izolace 11

12 Obr. 7 Kulový zásobník v.č. 9254, horní plošina, přístupová lávka, podpory zásobníku, požární izolace podpor Obr. 8 Štítek kulového zásobníku v.č

13 Kulové zásobníky jsou umístěny na ploše z litého betonu, stojí na 24 šikmých k plášti kulového zásobníku tangenciálně přiléhajících ocelových podporách. Podpory jsou upevněné v betonových patkách. Pod zásobníky je betonová plocha o rozměrech cca 81 m x 110 m (střední příčka lichoběžníka), která je spádována do havarijní jímky. Velikost záchytné plochy je 0,89 ha). V havarijní jímce je sifonový přepad, který odvádí dešťovou vodu do dešťové kanalizace. V důsledku chlazení kulových zásobníků v letních měsících je sifon jímky trvale zaplavený vodou, což je důležité při případné havárii (LPG nepronikne do kanalizace, voda v sifonu při kontaktu s LPG zamrzne). Nosné konstrukce zásobníků jsou v současnosti opatřeny požární izolací. Nejnižší místo zásobníku je 1,5 m nad úrovní okolního terénu, nejvyšší místo je cca 14 m nad zemí. Zásobníky jsou opatřeny nátěrem proti slunečnímu záření, vybaveny chladicím prstencem, pojistnými armaturami, zásobníky jsou uzemněny a opatřeny bleskosvody. V objektu jsou v blízkosti zásobníků umístěny detektory úniku LPG. havarijní jímka Obr. 9 Detailní pohled na betonovou záchytnou plochu/vanu a havarijní jímku mimo půdorys zásobníků 13

14 3.2 Stávající úroveň prevence Pro zajištění provozní bezpečnosti objektu Plnírna PB Satalice realizovala firma Flaga s.r.o. následující technická opatření: je respektován princip rozdělení na menší objemy dálkově ovládané armatury zajišťují účinné oddělení skladovaných objemů: dálkově ovládané elektroventily na kapalné fázi (vstup i výstup DN 150) kulových zásobníků každý kulový zásobník jištěn dvěma nezávislými pojistnými ventily (16,4 bar), 2 x měření hladiny v zásobníku (plovák+radar) + limitní hlídání hladiny v kulových zásobnících, Poznámka: nastavení limitního hlídání hladiny: při 80% hladiny v zásobníku alarm (zvukový/světelný) na panel operátora, při 85% hladiny v zásobníku automatické odstavení čerpací stanice. místní a dálkové měření tlaku v kulovém zásobníku, tepelná ochrana kulových zásobníků skrápěním, v blízkosti zásobníků instalovány detektory úniku plynu, potrubní rozvod požární vody po celém areálu závodu, nenasákavá betonová plocha pod zásobníky, záchytná vana + havarijní jímka mimo půdorys kulových zásobníků, trhací spojky na obou stáčecích pozicích železničních cisteren, 2 sériově řazené odkalovací ventily pod zásob, pravidelná revize zásobníku + monitoring ultrazvukem. 14

15 4. Některé vlastnosti propan-butanu Propan-butan (PB/LPG) je směs propanu a butanu. Podíl propanu a butanu ve směsi je závislý na ročním období (na teplotě). V létě je složení směsi cca 40 propanu a 60 butanu. Zimní směs je charakteristická vyšším podílem propanu, je to 60 propanu a 40 butanu. V plynné fázi je LPG bezbarvý a v přírodním stavu je bez zápachu, typický zápach je mu dodáván odorací. Vybrané vlastnosti propanu a butanu jsou uvedeny v následujících tabulkách. 4.1 Základní vlastnosti propanu a butanu Druh a klasifikace látky Obchodní název - Propan Butan CAS EINECS IUPAC - Propan Butan RID třída / číslo - 2 / 2f 2 / 2f ADR třída / číslo - 2 / 2f 2 / 2f Kemler kód UN kód Chemický vzorec - C 3 H 8 (CH 3 -CH 2 -CH 3 ) C 4 H 10 (CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 ) Stupeň čistoty % 90% 90% Nejdůležitější příměsi - i-butan, n-butan, propen propan, i-butan Fyzikálně chemické vlastnosti Molekulová hmotnost g.mol -1 44,096 58,120 Výparné teplo kj.kg , ,791 Bod varu C -42,6-0,5 Bod tání C -190,16-134,96 Kritická teplota C 96,74 152,04 Kritický tlak MPa 4,256 3,800 Kritický objem cm 3.kmol Spalné teplo MJ.kmol , ,4 Výhřevnost MJ.kmol , ,5 Meze výbušnosti obj. % 2,12 9,35 1,86 8,41 Zápalná teplota C Bod vzplanutí C Bod vznícení C Klasifikace chemických látek R věty - R12, F+ R12, F+ S věty - S (2-) 9-16 S (2-) 9-16 Ostatní specifické vlastnosti koroze - nepodporuje nepodporuje 15

16 4.2 CLP klasifikace propanu a butanu Propan: Klasifikace podle Nařízení (ES) č.1272/2008 [EU-GHS/CLP] Hořlavé plyny (Kategorie 1) Plyny pod tlakem (Zkapalněný plyn) Klasifikace podle směrnic EU 67/548/EHS nebo 1999/45/ES Extrémně hořlavý. Značení podle Nařízení (ES) č.1272/2008 [CLP] Signální slovo: Nebezpečí Rizikové věty H220 Extrémně hořlavý plyn. H280 Obsahuje plyn pod tlakem; při zahřívání může vybuchnout. Bezpečnostní oznámení P210 Chraňte před teplem/jiskrami/otevřeným plamenem/horkými povrchy. - Zákaz kouření. P410 + P403 Chraňte před slunečním zářením. Skladujte na dobře větraném místě. Doplňkové údaje o nebezpečí žádné. Butan : Klasifikace podle Nařízení (ES) č.1272/2008 [EU-GHS/CLP] Hořlavé plyny (Kategorie 1) Plyny pod tlakem (Zkapalněný plyn) Klasifikace podle směrnic EU 67/548/EHS nebo 1999/45/ES Extrémně hořlavý. Značení podle Nařízení (ES) č.1272/2008 [CLP] Signální slovo: Nebezpečí Rizikové věty H220 Extrémně hořlavý plyn. H280 Obsahuje plyn pod tlakem; při zahřívání může vybuchnout. Bezpečnostní oznámení P210 Chraňte před teplem/jiskrami/otevřeným plamenem/horkými povrchy. - Zákaz kouření. P410 + P403 Chraňte před slunečním zářením. Skladujte na dobře větraném místě. Doplňkové údaje o nebezpečí žádné. 16

17 4.3 NFPA klasifikace propanu a butanu Kapalné i plynné uhlovodíky propan a butan jsou podle NFPA klasifikace hodnoceny z hlediska ohrožení zdraví člověka, hořlavosti a reaktivity pomocí tří základních faktorů N H, N F a N R. Klasifikace nebezpečí podle NFPA (National Fire Protection Agency) je pro propan u butan shodná: *ZDRAVOTNÍ FAKTOR (PLYN & KAPALINA) N H = 1 1 = látky, které mohou způsobit podráždění, ale nevratné následky jsou jen velmi malé i v případech, když nedojde k ošetření a léčbě *HOŘLAVOST (PLYN & KAPALINA) N F = 4 4 = zahrnuje hořlavé plyny, samozápalné kapaliny a třídy IA hořlavých kapalin. Preferovaný způsob požárním útoku je zastavit únik nebezpečné látky (materiálu), chránit exponované pozice, současně nechat oheň dohořet. *REAKTIVITA (PLYN & KAPALINA) N R = 0 0 = zahrnuje materiály, které jsou samy o sobě normálně stabilní, dokonce i při požáru - látka nereaguje s vodou, - látka vykazuje exotermícký efekt při teplotách od 200 C do 500 C podle testů DSC kalorimetru 17

18 4.4 Vybrané vlastnosti propanu a butanu Vybrané vlastnosti propanu a butanu jsou znázorněny na následujících grafech (obr. č. 10 až 15), které byly převzaty z programu Effects verze 7. Obr. 10 Tenze par propanu Obr. 11 Hustota plynného propanu za tlaku p=1 bar Obr. 12 Hustota kapalného propanu 18

19 Obr. 13 Tenze par butanu Obr. 14 Hustota plynného butanu za tlaku p=1 bar Obr. 15 Hustota kapalného butanu 19

20 5. Studie metodou HAZOP 5.1 Stručná charakteristika metody Systematická bezpečnostní studie realizovaná metodou HAZOP je zaměřena na proces skladování kapalného LPG. Na základě zkušeností vybrané pracovní skupiny specialistů byla studie realizována ve fázi řádného provozu s cílem preventivně identifikovat možné zdroje rizika a navrhnout opatření snižující míru rizika. Uvedený postup při prevenci rizika je preferován ve všech vyspělých průmyslových zemích. Významným přínosem takového postupu je možnost potřebných změn, úprav a korekcí před závažnou událostí, což přináší ekonomický efekt. Pro identifikaci zdrojů rizika byla použita uznávaná metoda HAZOP (Hazard and Operability Study). Tato systematická studie je založena na systémovém přístupu k posuzování bezpečnosti, využívá předností klíčových slov pro generování odchylek a na principu brainstormingu při tvořivém rozvoji uvažovaných scénářů šíření poruchy a konečných následků. Bezpečnostní studie analyzuje jednotlivé scénáře, které se mohou vyskytnout při skladování LPG v kulovém zásobníku. Uvažované zařízení je tvořeno kulovým zásobníkem se vstupními a výstupními armaturami, potrubím kapalné i plynné fáze, vybavením technikou MaR a bezpečnostními systémy. Pozornost je věnována rovněž ocelovým podporám zásobníku a záchytné a havarijní jímce pod zásobníky. Významnou roli při zajišťování bezpečného provozu hraje vysoký podíl manuálních úkonů obsluhy jakož i odpovědnost obsluhy. Cílem bezpečnostní studie je identifikace nebezpečí/zdrojů rizika, tj. takových, stavů a situací, které mohou v provozu vzniknout a které mohou způsobit závažnou havárii. Rozborem výsledků a realizací závěrů studie lze výrazně zvýšit procesní bezpečnost analyzovaného systému. Slovník klíčových slov pro studii metodou "HAZOP" klíčové slovo logický význam příklad NENÍ úplná negace původní funkce není průtok VĚTŠÍ kvantitativní nárůst větší průtok MENŠÍ kvantitativní pokles menší průtok A TAKÉ JAKOŽ I kvalitativní nárůst (výskyt ještě jiného případu) průnik vody do reaktoru A ROVNĚŽ kvalitativní nárůst zanášení topného hadu ČÁSTEČNĚ kvalitativní pokles chybí některá složka REVERZE opačná funkce (činnost) reversní tok média JINÝ úplná náhrada přítomnost jiných látek PŘEDČASNÝ předčasná funkce (činnost) - ZPOŽDĚNÝ opožděná funkce (činnost) - 20

21 5.2 Přínos systematické studie pro praxi Systematická a důkladná prohlídka stávajícího zařízení s cílem identifikace nebezpečných stavů. Možnost vyhodnocení následků chyby obsluhy Odhalování takových situací, ve kterých by chyba obsluhy mohla mít závažné následky. Odhalování nových nebezpečných stavů Systematický postup umožňuje odhalování nových nebezpečných stavů, které se mohou objevit. Zvýšení efektivity provozního zařízení Odhalování situací, které mohou vést k narušení provozu, neplánovaným odstávkám, zničení zařízení, ztrátě rozpracované suroviny, ale také ke zdokonalení provozních předpisů. Přínosem HAZOPu může být zefektivnění nákladů na realizaci bezpečnostních opatření. Lepší pochopení procesu, i zkušenější účastníci porady se dozví něco nového: "nikdy předtím jsem o tomto provozu tolik nevěděl". Detailní záznam studie metodou HAZOP je uveden v příloze této studie. Záznam je realizován obvyklou formou podle schématu: odchylka příčina následek bezpečnostní funkce akce/opatření 21

22 6. Seznam posuzovaných subsystémů Kulový zásobník pro skladování LPG, objem zásobníku V = 1000 m 3, plnění max. 85 %, cca 450 t LPG v zásobníku, (podle hustoty v záv.na teplotě), D = 12,4 m, tl.stěny t = 28 mm, vstup kapalného LPG DN150 vrchem, výstup DN150 spodem, dálkově ovládané elektro-ventily na vstupu i výstupu kapalné fáze (DN 150), plynná fáze DN80 vrchem, na zásobníku ostatní armatury ovládané ručně, zásobník je uzemněný, izolovaný, ocelové podpory pokryté protipožární izolací, plocha pod zásobníkem vyspádována do blízké havarijní jímky, kontrola zásobníku 1x za 2 roky MT a UT metodou, 1x za 5 let kompletní revize tlakové nádoby. - 2 x měření hladiny v zásobníku (plovák+radar), - měření tlaku v zásobníku, - PSV na zásobníku 16,4 bar, - 2 sériově řazené odkalovací ventily pod zásob, - záchytná a havarijní jímka pod zásobníky, - detektory LPG v okolí zásobníku ( v objektu), - 3 chladicí prstence na zásobníku, - revize zásobníku + monitoring ultrazvukem Uložení zásobníku na LPG, 24 ocelových podpor po obvodu zásobníku, tangenciálně umístěné podpory, protipožární ochrana ocelových podpor požárně odolným materiálem, objem zásobníku V = 1000 m 3, plnění max. 85 %, cca 450 t LPG v zásobníku, (podle hustoty v závislosti na teplotě), D=12,4 m, tl.stěny t=28 mm, záchytná plocha pod zásobníkem vyspádována do havarijní jímky mimo půdorys zásobníku, - požárně odolná izolace, - vyspádovaná záchytná jímka, havarijní jímka mimo půdorys zásobníků, - záložní zdroj elektrické energie v NN rozvodně (náběh do 2 minut), - dostatečná zásoba nafty, - pravidelné zkoušky dieselagregátu 1/ měsíc, betonová plocha pod zásobníky, litý beton s únosností pro tlakovou nádobu, do patek kotveny ocelové podpory zásobníku, záchytná plocha cca 0,9 ha vyspádovaná do havarijní jímky, havarijní jímka mimo půdorys zásobníků (možnost hoření v havarijní jímce, vyhořívací funkce jímky,, sifon v jímce v letním období zaplavován činností chladicích prstenců, na zásobníku 3 vodní chladicí prstence, záchytná a havarijní jímka, - rozměrná záchytná plocha z litého betonu beze spár, - havarijní jímka mimo půdorys zásobníků, - prstence s chladicí vodou na zásobníku, - zásobování vodou z hydrantů požární vody, 22

23 7. Výběr scénářů pro modelování Pro účely modelování byly ze skupiny identifikovaných havarijních scénářů v důsledku úniku LPG ze zařízení z hlediska závažnosti a pravděpodobnosti jejich vzniku vybrány následující representativní scénáře, které jsou z hlediska následků dominantní. Pro kulový zásobník o objemu 1000 m 3 : Scénář: V případě vážného poškození zásobníku (rozlomení vlivem vnitřní vady zásobníku, vada svaru) frekvence úplné destrukce tlakové nádoby je 5x10-7 /rok, dojde k okamžitému úniku celého obsahu zásobníku ve velmi krátkém čase na plochu pod zásobníkem resp. do havarijní jímky mimo půdorys vlastních zásobníků (při odhadu rizika je nutno uvažovat 2 souběžně provozované kulové zásobníky). Detailní rozvoj události: - k úniku dojde ve velmi krátké době (několik sekund), po úniku dojde vlivem latentního tepla (přehřátá kapalina) k masivnímu odparu, - odpar bude doprovázen expanzí kapalné fáze, rozptýlené kapičky se odpaří ve vzduchu, do havarijní jímky se dostane v závislosti na povětrnostních podmínkách jen část kapalné fáze, která dopadne na zem vlivem jevu zvaného rain out ve formě deště, - odpar havarijní jímky je zpočátku vysoký, postupně ustává vlivem podchlazování odparem LPG, - odpařený LPG vytváří ve směsi se vzduchem hořlavou/výbušnou směs, - v závislosti na okamžiku iniciace může dojít k explozi BLEVE, požáru Flash Fire, explozi typu VCE nebo k rozptylu bez následků. Poznámka: Betonová spádovaná plocha pod zásobníky významně a havarijní jímka mimo půdorys zásobníků významně snižují výskytu efektu BLEVE. Scénář: V případě utržení instrumentální části potrubí kapalné fáze DN 150 před armaturou nebo při vytvoření velké trhliny ve stěně zásobníku (vnitřní vada, impakt) nelze únik nijak zastavit, dojde ke kontinuálnímu úniku LPG. Předpokládá se únik celé zádrže do 10 minut. Frekvence kontinuálního úniku ze stabilního zásobníku - tlakové nádoby je 5x10-7 /rok (při odhadu rizika je nutno uvažovat 2 souběžně provozované zásobníky). Detailní rozvoj události: - při úniku kapalného LPG otvorem ve stěně zásobníku nebo utrženým potrubím je nutno počítat s masivním hmotovým průtokem, - ihned po úniku z otvoru dojde k rozptýlení zkapalněného plynu vlivem sprejového efektu, - rozptýlené kapičky se odpaří přímo ze vzduchu, dojde k podchlazení okolí, pod zásobníky nedopadne žádná kapalná fáze. - ve směsi se vzduchem se vytvoří hořlavá/výbušná směs, - v závislosti na okamžiku iniciace dojde k rozvoji scénáře k požáru (Jet Fire, Flash Fire), explozi (VCE) nebo rozptylu bez následků. 23

24 8. Závěr studie HAZOP Na základě výsledků vizuální prohlídky a posuzování stávajícího zařízení z hlediska konstrukce, vybavení, umístění a zajištění bezpečnosti provozu lze konstatovat, že zařízení je osvědčené konstrukce, je vybaveno měřicími, regulačními a bezpečnostními systémy, je vyrobeno odpovídajícím způsobem a splňuje požadavky a podmínky příslušných ustanovení předpisů a souvisejících norem pro provoz tlakových zásobníků se zkapalněnými plyny. Provozovatel provádí řádnou údržbu, pravidelné kontroly a zkoušky posuzovaných zařízení, příslušných armatur a měřicích a zabezpečovacích systémů. Provozovatel firma Flaga s.r.o. současně kontinuálně zvyšuje bezpečnost svého zařízení respektováním principů prevence závažné havárie. 24

25 Literatura 1. LEES, F. P.: Loss Prevention in the Process Industries. Butterworths Heinemann, Second Edition, London, A Guide to Hazard and Operability Studies, Chemical Industry Safety & Council of the Chemical Industries Association Limited, LAWLEY, H. G.: Operability Studies and Hazard Analysis, Chem. Eng. Progr., vol.70, 1974, No.4, pp JONES, D. W.: Lessons from HAZOP Experiences. Hydrocarbon Processing, April 1982, pp KLETZ, T.: Hazop and Hazan, Identifying and Assessing Process Industry Hazards, 3 rd edition, Institution of Chemical Engineers, Rugby, Vnitropodniková dokumentace fy. Flaga s.r.o. 7. Územně analytické podklady hl. m. Prahy Guidelines for Quantitative Risk Assessment CPR 18E, Purple Book, Committee for the Prevention of Disasters, Haag, Reference Manual Bevi Risk Assessments, Module B General, National Institute of Public Health and the Environment (RIVM), Centre for External Safety the Netherlands, System EFFECTS, version 7, TNO Built Environment and Geosciences, Apeldoorn, Netherlands,

26 PŘÍLOHA Záznam systematické bezpečnostní studie metodou HAZOP 26