chiorean andrei metanol
Post on 27-Nov-2015
78 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Cuprins
1. Descrierea împrejurimilor amplasamentului
2. Condiţii meteorologice relevante
3. Descrierea instalaţiei
4. Schema bloc
5. Analiza riscului cu o metodă calitativă
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
7. Concluzii finale
8. Bibliografie
Fig 2. Hartă rezervor metanol şi împrejurimi
În zona de est faţă de rezervor avem fabrica propriu zisă, la nord se află perimetrul amplasamentului, la vest o zonă de aprovizionare, de încărcare-descărcare, împreună cu autoutilitare, camioane. La est este poziţionată parcarea amplasamentului după care şoseaua 14B. Pe parte opusă a străzii, sunt amplasată o zonă cu 5-6 locuinţe.
1. Descrierea împrejurimilor amplasamentului
Cazul 1- condiţii medii
-condiţii de zi;
-condiţii de vară (02.08.2013);
Tambientală= 20°C;
viteza vântului= 4m/s;
-stabilitatea atmosferică- Clasa D.
2. Condiţii meteorologice relevante
Cazul 2- defavorabil
-condiţii de noapte;
-condiţii de iarnă (02.01.2013);
Tambientală= -10°C;
-viteza vântului= 1m/s;
-stabilitatea atmosferică- Clasa F.
Activităţile desfăşurate în amplasament în secţiunile relevante pentru securitate
sunt cele de producere a formaldehidei, inclusiv depozitarea soluţiei de
formaldehidă şi a metanolului.
Principalele riscuri de accident major în cadrul amplasamentului sunt datorate: Pericol de incendiu şi explozie; Pericol de poluare a solului, pânzei de apă freatică şi reţelei de canalizare în caz de scurgeri. Pericol de intoxicare în caz de ingestie; Pericol de intoxicare cu vapori toxici în cazul unor scurgeri sau emisii de metanol; Pericol de poluare a aerului cu gaze de ardere rezultate în urma unui eventual incendiu.
3. Descrierea instalaţiei
Substanţa prezentă în rezervor descrisă cu modul de clasificare conform frazelor de risc şi HG 804/2007:
Tabel 1. Clasificare metanol:
3. Descrierea instalaţiei
Instalaţie Substanţă periculoas
ă
Nr. CAS Utilizări Cantitatea maximă
(t)
Fraze de risc
HG 804/2007
Rezervor Metanol 67-56-1 Fabricarea formaldehid
ei
722
R: 11 – 23/24/25-39/23/24/2
5
Anexa nr.1 /
Partea 1
4. Schema bloc
Schema bloc în acest caz va fi reprezentată de rezervorul propriu zis şi autocisternele implicate în procesul de încărcare/descărcare.
Schemă bloc:
Analiza preliminară a hazardurilor (PHA-Preliminary Hazard Analysis) este o etapă în analiza calitativa a riscurilor, în care sunt identificate şi evaluate hazardurile din procesul tehnologic şi se estimeaza riscul fiecărui hazard identificat într-un mod calitativ.
În urma analizei PHA sunt determinate funcţiile critice de siguranţă ale sistemului şi incidentele cu probabilitatea cea mai mare de producere. Identificarea funcţiilor critice de siguranţă ale sistemului este deosebit de importantă deoarece acestea sunt în stransă legatură cu pericolele majore asociate sistemului.
Din tabelele PHA se extrag datele privind evaluarea riscului care se plasează într-o matrice. Astfel fiecărui hazard identificat îi este alocat un nivel al gravităţii şi al probabilităţii de producere luând în considerare cel mai ridicat nivel al riscului rezultat.
5. Analiza riscului cu o metodă calitativă
Cod Denumire hazard
A Fisurare rezervor
B Scurgeri la descărcare/încărcare din cisternă
C Scurgeri la sistemul de pompare
D Incendiu/explozie rezervor
E Incendiu/explozie la procesul de încărcare/descărcare
5. Analiza riscului cu o metodă calitativă
Tabel 2. Lista hazardurilor pentru rezervorul de metanol:
Consecinţe
Nesemnificative
Minore Moderate Majore Catastrofice
1 2 3 4 5
Probabilitate
Improbabil 1 A3, B1,C2
A1, A2, A4, D2, D3
Izolat 2 B2, C1, C3
D1, E1, E2, E3
Ocazional 3 B3, B4
Probabil 4
Frecvent 5
Tabel 3. Matricea de evaluare a riscului rezervor de metanol:
Concluziile analizei PHA
Din analiza preliminară a riscurilor (analiza calitativă) rezultă că riscurile se situează în zonele scăzute şi moderate ale matricelor de riscuri. Totuşi o serie de evenimente pot avea consecinţe care le pot încadra în categoria accidentelor majore. Aceste evenimente sunt:
- scurgeri de metanol pe traseele de conducte şi incendierea acestora; - incendiu/explozie la rezervoarele de metanol;
5. Analiza riscului cu o metodă calitativă
Analizele cantitative de risc utilizează metode matematice pentru estimarea riscului, prin calcularea cantitativă a frecvenţelor şi a consecintelor accidentelor tehnologice. Această abordare este mult mai obiectivă şi mai precisă, dar trebuie menţionat faptul că rezultatele cantitative pot fi afectate de precizia şi validitatea datelor utilizate ca date de intrare.
Arborele Greşelilor(AG) este reprezentarea grafică a relaţiei logice dintre evenimentele de bază şi evenimentul de vârf, cu alte cuvinte reprezintă modul în care se poate defecta un sistem.
Ca eveniment de vârf am ales deversarea metanolului.
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
Deversare metanol
A. Presiune ridicată în rezervor
B. Scurgeri pe traseu
Scurgeri excesive pompă
Rezervor corodat
Rezervor fisurat
Conducte corodate
Scurgeri conducta
Conducta fisurata
Scurgere la flanse
Soc mecanic exterior
Alegerea gresita a materialului
Defect de
fabricare
Soc mecanic exterior
Impact auto
: Operator logic sau
: Eveniment de vârf/eveniment intermediar
: Eveniment primar
Legendă:
P15
Impact auto
Eroare umana
Eroare umana
P1
Montaj incorect
Flanse neetanse
Garnituri defecte
Defect de
fabricare
Soc mecanic exterio
Flanse neetanse
Montaj incorect
Garnituri defecte
Alegerea gresita a materialului
Substante administrate necorespunzator
Impact auto
Eroare umana
Eroare umana
Eroare umana
Alegerea gresita a materialului
P2
P3
P4
P5 P6 P7
P8
P9
P10 P11 P12
P14 P13
Probabilitatea evenimentului de vârf: A=(P1+P2+P3)+P4+(P5+P6+P7)=(10-3+2.2*10-7+10-3)++10-3+(5*10-6+10-3+10-7) = 0.00200022+0.001+0.0010051 = 0.00400532= 4.005*10-3
B=(P8+P9)+(P10+P11+P12)+(P13+P14)+P15=(10-3+10-3)+( 5*10-6+10-3+10-7) + (10-3+10-3) + +10-3=0.002+0.00200022+0.002+0.001=0.00700022=7.0002*10-3
A+B=4.005*10-3+7.0002*10-3=11.0052*10-3= 0.0110052
Pev = 0.0110052=11.0052*10-3 ev/an
Arborele evenimentelor (AE) este utilizat pentru reprezentarea schematică a căilor de producere a accidentelor, prin luarea în considerare a diferitelor condiţii specifice care contribuie la dezvoltarea scenariilor accidentale, precum şi pentru calcularea frecvenţelor de aparitie a acestor cazuri de accidente.
Grafic 2. Arborele evenimentelor:
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
P deversare metanol 68*10-6 P BLEVE = 0.9*0.9 = 0.81 P aprindere la locul deversării :0,9 P POOLFIRE = 0.9*0.1 = 0.09
P jetul încălzeşte rezervorul: 0,3 P VCE = 0.1*0.9*0.2 = 0.018
P aprindere întârziată: 0,9 P FLASHFIRE = 0.1*0.9*0.8 = 0.072
P explozie gaz: 0,4 P DISPERSIE = 0.1*0.1 = 0.01
F BLEVE = 0.81*68*10-6 = 55.08*10-6 even/an
F POOLFIRE = 0.09*68*10-6 = 6.1*10-6 even/an
F VCE = 0.018*68*10-6 = 1.22 *10-6 even/an
F FLASHFIRE = 0.072*68*10-6 = 4.8*10-6 even/an
F DISPERSIE = 0.01*68*10-6 = 0.68*10-6 even/an
Din analiza arborilor de evenimente reiese că în cazul deversării de metanol, frecvenţa cea mai ridicată îl prezintă scenariul de BLEVE cu 55.08*10-6 even/an, urmat de POOLFIRE cu 6.1*10-6 even/an.
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
Analiza efectelor şi a consecinţelor accidentelor tehnologice se poate realiza cu ajutorul
modelării matematice şi fizice a fenomenelor accidentale. Aceste metode cantitative se
bazează pe modele de evaluare a efectelor şi consecinţelor asupra organismelor vii, asupra
structurilor şi echipamentelor de proces.
ALOHA este un program creat special pentru a fi folosit de persoane care raspund de
deversări chimice, deasemenea şi pentru traininguri în caz de urgenţe şi planificare de
urgentă. ALOHA modeleaza hazarde principale- toxcitate, flamabilitate, căldură,
suprapresiune- ce au legătură cu deversări de substante ce rezultă din dispersii gazoase,
lichide, foc sau explozii.
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
Fig 3. Zona cu pericol suprapusă cu harta în cazul evenimentului BLEVE
THREAT ZONE:
Threat Modeled: Thermal radiation from fireball
Red : 347 meters --- (10.0 kW/(sq m) = potentially lethal within 60 sec)
Orange: 501 meters --- (5.0 kW/(sq m) = 2nd degree burns within 60 sec)
Yellow: 791 meters --- (2.0 kW/(sq m) = pain within 60 sec)
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
Fig 4. Zona cu pericol suprapusă cu harta în cazul evenimentului POOLFIRE
THREAT ZONE:
Threat Modeled: Thermal radiation from pool fire
Red : 16 meters --- (10.0 kW/(sq m) = potentially lethal within 60 sec)
Orange: 23 meters --- (5.0 kW/(sq m) = 2nd degree burns within 60 sec)
Yellow: 35 meters --- (2.0 kW/(sq m) = pain within 60 sec)
Posibile efecte domino
În cazul BLEVE radiaţia termică puternică, necontrolată în timp util,
poate să coducă la transmiterea focului de la rezervor la fabrica propriu zisă, cauzând un
efect domino. Totodată datorită magnitudinii exploziei vor avea loc distrugeri la clădirile din
jur (geamuri, uşi slab montate sparte complet) şi avarierea maşinilor din parcarea alăturată.
În cazul POOLFIRE, radiaţia termică puternică se restrânge la o rază
de 16-23 m, rază în care nu va afecta alte instalaţii sau structuri.
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
Riscul individual
Funcţia probit
Pentru incendii:
Arsuri de gradul I:
Arsuri de gradul II:
Arsuri de gradul III (letale):
unde: Q – radiaţia de căldură [W/m2]
t – timpul de expunere [secunde].
Probabilitatea de deces Pdec este considerată egală cu 1 dacă Q > 35 kW/m2.
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
)ln(56,238,36Pr 3/4qt
)ln(0186,314,43Pr 3/4qt
)ln(0186,383,39Pr 3/4qt
Distanţa (m)
Radiaţia termică Q (kW/m2)
Timpul (s)
Probit (-)
1 40 10 110 40 10 111 35 10 112 30 10 4.7145413 23 10 3.80987414 20 10 3.33401215 19 10 3.15936916 17 10 2.78066817 15 10 2.35451218 13 10 1.86728319 11 10 1.29849720 10 10 0.78768725 6 10 -1.2631430 3 10 -4.0459535 1,8 10 0.2132240 1,5 10 -0.5187545 1 10 -2.14659
Tabel 4. Calcule probit:
6. Analiza riscului cu o metodă cantitativă
Analizând rezultatele obţinute, este evident faptul că amplasamentul şi
împrejurimile nu sunt protejate adecvat în cazul unui eveniment de tip BLEVE. Consecinţele şi aria afectată este vastă. Considerând că la o radiaţie termică de 1,6 kW/m2, efectele negative pentru om deja apar, distanţa de 350 de metri de la rezervor în care radiaţia termică depăşeşte 40 kW/m2 este uriaşă, astfel un eveniment BLEVE, chiar şi cu rezervorul plin doar în proporţie de 20%, reprezintă un adevărat accident industrial catastrofal. În afara amplasamentului nu se găsesc substanţe periculoase care să amplifice accidentul.
Rezervorul trebuie aplasat într-o cuvă de retenţie betonată cu zid din beton armat, având rol de antiincendiu şi antiexplozie. Studii mai precise sunt necesare pentru a estima efectele şi consecinţele cu acest nou sistem de protecţie.
Tot această cuvă de retenţie va diminua semnificativ efectele evenimentului de tip POOLFIRE analizat mai sus. Zona cu mortalitate ridicată în cadrul acestui eveniment se restrânge în jurul bălţi, iar un sistem adecvat de protecţie ar reduce zona considerabil.
Intervenţia în situaţii de urgenţă este crucială în prevenirea răspîndirii pericolelor
şi diminuarea pagubelor.
7. Concluzii finale
Zoltán Török, Nicolae Ajtai, Alexandru Ozunu, 2011, Aplicaţii de calcul pentru evaluarea riscului producerii accidentelor industriale majore ce implică substanţe periculoase , Editura Fundaţiei pentru Studii Europene, Cluj-Napoca.
Suport curs şi seminarii
Program ALOHA
8. Bibliografie
top related