Návrh metodiky pro stanovení bezpečnostních rizik plynovodů Zvýšení efektivnosti provozu a údržby potrubních systémů Nitra 15-16.11. 2011 Ing. Petr Bebčák, Ph.D. K.B.K. fire, s.r.o. Ostrava VŠB TU Ostrava
Předpisová a normativní základna Předpisy a normy v ČR a v zahraničí
Základní rozdělení VTL plynovodů A3 vysokotlaké plynovody > 4 bar 16 bar B1 vysokotlaké plynovody > 16 bar 40 bar B2 vysokotlaké plynovody > 40 bar 100 bar
Příčiny havárií Havárie lze dle 7th EGIG-report 1970-2007 procentuelně rozdělit podle nejčastějších příčin, popř. dle aktivit, které byly vnější příčinou. Přehled havárií VTL plynovodů Příčina Podíl [%] Nejčastější vnější příčina Vnější příčina 49,6 Konstrukční vada, vada materiálu 16,5 Koroze 15,4 Zemský pohyb (posuv) 7,3 Hot-tap made by error 4,6 Bagrování Terénní práce Veřejné stavební práce Zemědělství Výkopové práce Neznámá příčina 6,7
Ochranná a bezpečnostní pásma Ochranná pásma 68 zákona ve znění zákona č. 314/2009 Sb. Zajišťuje bezpečný a spolehlivý provoz plynárenských zařízení Ochranným pásmem se pro účely tohoto zákona rozumí souvislý prostor v bezprostřední blízkosti plynárenského zařízení, který činí u VTL plynovodů 4m na obě strany od půdorysu Při provádění veškerých činností v ochranném pásmu i mimo ně nesmí dojít k poškození plynárenského zařízení Činnosti, které by mohly ohrozit plynárenské zařízení, jejich spolehlivost a bezpečnost provozu je zakázáno provádět
Ochranná a bezpečnostní pásma Bezpečnostní pásma 69 zákona ve znění zákona č. 314/2009 Sb. Jsou určena k zamezení nebo zmírnění účinků případných havárií plynových zařízení a k ochraně života, zdraví, bezpečnosti a majetku osob. V bezpečnostním pásmu lze v souladu s technickými a bezpečnostními podmínkami realizovat veřejně prospěšnou stavbu, nebo umístit jinou než veřejně prospěšnou stavbu, viz 69, odst.3
Bezpečnostní a ochranná pásma SK dle zákona 656/2004 a TPP 906 01 56 Ochranné pásmo je prostor vymezený od osy plynovodu na každou stranu 4 m pro plynovod DN do 200 mm 8 m pro plynovod DN 201 do 500 mm 12 m pro plynovod DN 501 do 700 mm 50 m pro plynovod nad 700 mm
Ochranná a bezpečnostní pásma SK dle zákona 656/2004 a TPP 906 01 57 Bezpečnostní pásmo je vzdálenost měřená od osy plynovodu na každou stranu 10 m pro plynovody s tlakem nižším než 0,4 MPa na volném prostranství nezastavěném 20 m pro plynovody s tlakem 0,4-4MPa s DN do 350 mm 50 m pro plynovody s tlakem 0,4-4MPa s DN nad 350 mm 50 m pro plynovody s tlakem nad 4MPa do DN 150 mm 100 m pro plynovody s tlakem nad 4MPa do DN 300 mm 150 m pro plynovody s tlakem nad 4MPa do DN 500 mm 300 m pro plynovody s tlakem nad 4MPA nad DN 500 mm
Ochranná a bezpečnostní pásma v ČR Pro stanovení ochranných pásem vysokotlakých plynovodů v České republice platí Technická pravidla TPG 702 04/Z1 Plynovody a přípojky. Plynovody a přípojky z oceli s nejvyšším provozním tlakem do 100 barů včetně Podskupina plynovodů podle provozního tlaku A3 nad 4 bary do 16 barů včetně B1 nad 16 barů do 40 barů včetně B2 nad 40 barů do 100 barů včetně Vzdálenosti od staveb (objektů) DN 100-10m DN 100 500-15m DN 500-20m DN 100-100m DN 100 500-150m DN 500-200m
Ochranná a bezpečnostní pásmavyjádření jednotlivých zemí Tabulka uvádí přehled vyjádření některých evropských zemí k problematice týkající se ochranných a bezpečnostních pásem a nejmenších odstupových vzdáleností (zdroj: ČPS) * - není jasně stanoveno Rakousko Dánsko Norsko Španělsko Německo Řecko Ochranná pásma ANO ANO ANO ANO ANO ANO Bezpečnostní pásma NE Není uvedeno Nejmenší odstupové vzdálenosti plynovodů od objektů ANO-NE* Není uvedeno ANO ANO NE Není uvedeno Není uvedeno Odkaz na předpis NE Není uvedeno
Rakousko ochranná pásma a minimální odstupy k budovám ÖVGW G 52/2 - Směrnice pro pokládání plynovodu z polyethylenu (PE) s provozním tlakem 10 bar ÖVGW G 153/1 - Směrnice pro pokládání a zkoušení plynovodů z ocelových trubek s provozním tlakem 16 bar ÖVGW G 153/2 - Směrnice pro pokládání a zkoušení plynovodů z ocelových trubek s provozním tlakem >16 bar MOP (bar) Šířka ochranného pásma po obou stranách osy plynovodu Minimální odstup k budovám (světlá šířka horizontální projekce) 5 bar 0,5m 0,5m 16 bar 1m 1m > 16 bar DN150 2m 2m > 16 bar DN150 DN300 3m 3m > 16 bar > DN300 4m 4m
Německo ochranná pásma Německo nestanoví minimální odstupové vzdálenosti plynovodů od staveb, nejmenší odstupové vzdálenosti odpovídají šířce ochranného pásma Právním podkladem je zákon o energetickém hospodářství a nařízení o vysokotlakých plynovodech Ochranná pásma řeší předpisy DVGW 463 a DVGW 462-2 MOP (bar) DN (mm) 150 300 500 > 500 0,05 - - - - 0,05 4 (5) - - - - 4 (5) 16 2 4m 4 6m 6 8m 8 10m 16 40 2 4m 4 6m 6 8m 8 10m 40 100 2 4m 4 6m 6 8m 8 10m
Dánsko ochranná pásma Čtyři různé druhy klasifikace v závislosti na tom, v jaké oblasti je plynovod umístěn Tedy čtyři různé vzdálenosti podle tlaku a velikosti potrubí Obecně lze ochrannou vzdálenost vypočíst takto: Vzdálenost = 1,5 x tlak(bar) x vnější průměr potrubí (m) x K K výpočtový součinitel, závisí na klasifikaci oblasti Třída 1: K = 0,72 Třída 2: K = 0,6 Třída 3: K = 0,5 Třída 4: K = 0,4
Norsko Statoil (ropná a plynárenská společnost) spravuje pouze přenosové plynovody Rozsah plynovodu DN 510 1070mm a MOAP 120 210 bar Ochranné zóny jsou stanoveny typicky na 25 m na obě strany plynovodu Bezpečnostní zóny (chráněné oblasti) - jsou stanoveny typicky na 100 m na obě strany plynovodu Tyto zóny se určují na základě analýzy rizik a poté jsou implementovány do hlavního územního plánu příslušné obce
Španělsko ochranná pásma, bezpečnostní pásma a minimální odstupy k budovám Tlak vs. zóna P > 16 bar umístění v zóně typu 1 P > 16 bar umístění v zóně typu 2 P > 16 bar umístění v zóně typu 3 Ochranné pásmo 10 m na obě strany potrubí 5 m na obě strany potrubí 2,5 m na obě strany potrubí Zóna typu 1 = leh 10 < 5 a leh 1< 8 Zóna typu 2 = leh 10 > 5 a leh 1> 8 a nesmí jít o podmínky zón typu 3 Zóna typu 3 = obytné a komerční oblasti s více než 10% půdy v blízkosti sítě s budovami o 3 nebo méně podlaží Zóna typu 4 = zóny s normální zástavbou s více než 4 podlažími, silnice Bezpečnostní pásma nerozlišuje se mezi ochrannými a bezpečnostními pásmy Nejmenší dovolené odstupové vzdálenosti (doporučení RS-T-04, RS-D-08) P < 16 bar, 1,1m doporučených, 0,3m jako minimum P > 16 < 45 bar, 6m od fasády a v zemi uložená betonová zeď mezi potrubím a fasádou P < 45 bar, 6m od fasády a v zemi uložená betonová zeď mezi potrubím a fasádou
Řecko ochranná pásma Ochranná pásma platí jen pro přepravní plynovody s velmi vysokým tlakem Rozlišují se dvě zóny 4m na každé straně plynovodu, ve které jsou přísně zakázány jakékoliv práce třetích stran 20m na každé straně plynovodu, ve které jsou povoleny pouze zemědělské činnosti Ochranná pásma MOP (bar) DN (mm) 150 300 500 500 > 0,05 - - - - 0,05 4 (5) - - - - 4 (5) 16 - - - - 16 40 - - - - 40 100 4m 4m 4m 4m 40 100 20m žádné stavební práce 20m žádné stavební práce 20m žádné stavební práce 20m žádné stavební práce
Četnost poruch na plynovém potrubí podle údajů EGIG Poruchou při stanovení četnosti bylo myšleno každé neplánované porušení integrity potrubí s únikem plynu v rozsahu od drobného úniku až po částečné či úplné otevření profilu. Frekvence poruch na potrubí velkých průměrů (DN700 a více) se pohybuje v řádu [10-3.km -1.rok -1 ] Zdroj: Saska, T., Novák, J., Komorous, I., Hodnocení individuálního a společenského rizika v okolí liniové části tranzitního plynovodu, 19. kolokvium Bezpečnost a spolehlivost plynovodů, Praha 11.-12.5.2010 Období Počet nehod Délka přepravních tras Četnost poruch [-] [km.rok] [10-3.km -1.rok -1 ] 1970-2000 1123 2,77.10 6 0,41 2000 2004 100 0,57.10 6 0,17 2004 23 0,12.10 6 0,19
Návrh metodiky pro stanovení bezpečnostních rizik plynovodů Stanovení kritérií a konkrétních hodnot rizik pravděpodobnosti vzniku havárie a synergie vzniku havárie Struktura úlohy R = P x N
Schéma postupu řešení úlohy použité pro návrh metodiky
Schéma stanovení definovaného úniku plynů
Schéma stanovení frekvence velikosti úniku plynu
Schéma stanovení individuálního rizika definovaného úniku plynu pro bodový zdroj
Postup výpočtu individuálního rizika tryskavého požáru
Postup výpočtu individuálního rizika bleskového požáru
Schéma stanovení a hodnocení přijatelnosti společenského rizika
Vyhledání a vyhodnocení statistických údajů Frekvence porušení integrity potrubí Účinnost ochranných opatření Pravděpodobnost okamžitého a opožděného vznícení Definování úniku plynu Modelování tryskavého požáru Model hoření Model tepelného toku v úrovni zemského povrchu Modelování bleskového požáru Model rozptylu Meteorologické podmínky Model hoření a tepelného toku Výbuch Volný terén Závěrečné shrnutí
Individuální riziko Výpočet individuálního rizika ve směru větru Převod individuálního rizika na plochu Sumarizace individuálního rizika pro bodový zdroj Přechod na lineární zdroj Ekonomické riziko Dopad na okolní zástavbu Inženýrské sítě Krajina, atd. Společenské riziko Přechod od individuálního rizika k riziku společenskému Přijatelnost rizika Závěrečné shrnutí Stanovení kritérií pro individuální a společenské riziko Vytvoření modelu přijatelnosti individuálního a společenského rizika Vytvoření modelu pro stanovení ekonomického rizika
DĚKUJI ZA POZORNOST Ing. Petr Bebčák, Ph.D. K.B.K. fire, s.r.o. Ostrava tel. 777 881 892 e-mail: bebcakp@kbkfire.cz