Bemmannade byggnader presentation 21 april 2016ips.se/files/pages/11/ips-presentationer-bemannade-byggnader-1604… · /or\g¶v 5hjlvwhu &rqvxowlqj +lvwruln rfk ednjuxqg +lvwrulvnw

$Page 1: Bemmannade byggnader presentation 21 april 2016ips.se/files/pages/11/ips-presentationer-bemannade-byggnader-1604… · /or\g¶v 5hjlvwhu &rqvxowlqj +lvwruln rfk ednjuxqg +lvwrulvnw$
Working togetherfor a safer world

EXPLOSIONSKRITERIER FÖR BEMANNADEBYGGNADER I PROCESSINDUSTRIN

Inventering av metoder

©Lloyd’s Register Consulting

Inledning• Olyckor med katastrofala följder i processindustrin är sällsynta men kan, när de sker, ha

allvarlig påverkan på byggnader• Erfarenhet från explosionsolyckor visar att de personer som vistats utomhus löper en lägre

risk för att skadas eller omkomma än de som befunnit sig i en byggnad • IPS skall i en arbetsgrupp ta fram metodik och de kriterier som bör användas för att

dimensionera bemannade och permanenta förstärkta byggnader.• I presentationen diskuteras

• Bakgrund och historia • Olyckshändelser• Explosionsförlopp och effekter• Metoder för bestämmande av placering av byggnader• Olika källor för kriterier• Slutsatser


Studiens syfte

• Studien skall användas av en IPS arbetsgrupp för att utveckla metod och kriterier för placering permanenta och temporära bemannade byggnader

• Belysa metodik och de kriterier som kan användas vid placering av bemannade byggnader

• Underlag för att dimensionera förstärkta byggnader, bemannade och permanenta, i industrier där explosionsrisk föreligger – det vill säga hur kraven på explosionsskydd ska sättas.

• Rapporten ger en inventering av metoder och kriterier för dimensionering av förstärkta byggnader, som dels tillämpas eller har tillämpats i Sverige, och dels sådana som finns publicerade utomlands.


Historik och bakgrund

• Placering och design av bemannade byggnader har varit ett återkommande tema i processindustrin sedan Flixborough olyckan 1974.

• 1981 publicerade IVA ”skydd mot fria gasmolnsexplosioner i processindustrin” • Vägledning till industrin för framtagande av relevanta skyddsavstånd till

omgivningen och byggnader samt hur dessa byggnader skulle placeras och dimensioneras.

• Vägledningen baseras på dimensionerande skadefall som definieras som största troliga utsläppet.

• Dock kan dimensionerande händelser som väljs i flera fall vara mindre än "worst case".

• Användandet av “dimensionerande skadefall” innebär att man lämnat det rent deterministiska synsättet och lägger in ett mått av sannolikhet i resonemanget.

• Innebär att det är osäkert vilka risker som egentligen skall accepteras


Historik och bakgrund• Historiskt är det stora oväntade utsläpp som resulterat i gasmolnsexplosioner som

lett till stor skada på människa och byggnader• Flixborough , Phillips' 66 Pasadena, BP Texas City eller Buncefield skulle inte

identifierats om man använt ”Dimensionerande Skadefall” som kriterie.

• Rent deterministiska ”worst case” scenarier medför orimligt stora investeringar eller stora avstånd vid placering

• Amerikanska API och brittiska CIA har utvecklat vägledningar om placering och dimensionerande av bemannade byggnader.

• Det saknas vägledning anpassad till svenska förhållanden vilket är ett hinder för ett gemensamt synsätt hos industri och myndigheter.

• IPS har startat en arbetsgrupp som ska skapa en vägledning om placering och dimensionering av permanenta och temporära byggnader, resultat av denna förstudie utgör underlag till deras arbete.


Olyckor med påverkan på människa, miljö och egendom

• Flixborough, 1974 - 28 döda och 36 skadade av de 72 personer som befann sig på anläggningen

• Antwerp 1975 - VCE vid start av naftakracker på etylenanläggning, 14 döda, 107 skadade varav 3 utanför anläggningen

• Arendal Göteborg 1981, Gasmolnsexplosion 1 död och 1 allvarligt skadad

• Piper Alpha, 1988, - 167 döda, 61 överlevande• Pasadena, Texas, 1989, - 23 döda, 314 skadade• Texas City, 2005, 15 döda,170 skadade• Buncefield Oil depot, 2005, inga omkomna eller skadade.

Stor skada på egendom.• Deep Water Horizon, 2010, 11 döda och

stora materiella och miljöskador

Flixborough


En påminnelse - Texas City

• BP Texas City 10 Year Anniversary Safety Message - YouTube.mpg


Exempel på bedömningskriterier bemannad / obemannad

Referens Bemannad ObemannadDNV standard for certification No. 2.7-2 Offshore Service Modules May 2013

Personer närvarande > 2 timmar per dygn

Personer närvarande < 2 timmar per dygn

NORSOK Z-015 Permanent bemanningBemannad minst 8 timmar per dag under minst 50 % av enhetens drifttidPeriodvis bemannadBemannad vid inspektion eller underhåll eller annat arbete minst 2 timmar per dag

Normalt obemannadVarken permanent eller periodiskt bemannad

Chemical Industries Association

Ett föreslaget kriterium är närvaron av personer > 2 timmar per 24 timmarAndra exempel:• Fyra persontimmar per vecka• Två personer i mer än en timme under en 24 timmars period.Risknivån för de som befinner sig i byggnaden bestämmer hur strikt kriteriet skall vara.

-

API 752 Version 3 Ger i kap 5.3 vägledning för utveckling av utvärderingskriterier


Orsak till sakada på människor på grund av explosion

• Skador på människa beror oftast inte på det direkta övertrycket från en explosion.

• Skada på människa som kräver vård på grund av direkt påverkan av övertryck ligger i intervallet 100 till 340 kPa (1.0 -3.4 bar)

• Detta utgör endast en liten del av de skadade i samband med en explosion.

• Det största antal skadade tillhör gruppen som utsatts för indirekta effekter såsom glassplitter och projektiler eller att byggnader rasar in.

• Tryck för att orsaka allvarligare skada på en byggnad ligger på cirka 6,9 kPa (0,069 bar)

Glassplitter i vägg efter vätgasexplosion


Läckage och gasspridningseffekter

• Ett gasläckage kan medföra olika konsekvenser för personer i byggnader.• Detta innebär att det finns andra aspekter än enbart explosion att ta hänsyn

till då man skall bestämma placering av byggnader.

Läckage

Tidig antändning

Spridning

Sen antändning

Toxisk Effekt

Brand

Explosion

Skada på byggnad och/eller person

• Explosionskydd• Dimensionering• Avstånd

• Brandskydd• Skydd mot toxiska

utsläppHändelseträd


Exempel - Gasmolnsbrand / Explosion Arendal

• Propanläckage från 40 mm hål, 6,5 bar 10 gr C

Gasmolnsbrand

Gasmolnsspridningtill ½ LFL


Gasmolsbrand – Arendal,

Arendal, Göteborg 1981


Exempel - Överfyllnad av Bensintank

Schematisk beskrivning av förlopp vid överfyllnad av en bensintank

Figur 2-3 Sidvy för UEL (Gul), LEL (Grön) och ½LEL (Blå) vid 1,5 m/s pasquill-klass F

n-butan Ersätter alla C4 kolväten 9,6 mol%n-pentan Ersätter alla C5 kolväten 17,2 mol%n-hexan Ersätter alla C6 kolväten 16,0 mol%n-decan Ersätter alla kolväten med låg

flyktighet57,2 mol%

https://www.youtube.com/watch?v=csX1UCb3Kd0Gasmoln


Buncefield North Gate Building

Cirka 400 meter från antändningspunkten


Explosionsförlopp

• En exploderande bränsle/luftblandning trycker undan luft vid sin expansion. Detta innebär att tryck uppkommer. Trycket blir högre ju högre flamhastigheten blir.

• Vid flamhastigheter över 100 m/s uppkommer tryck över någon bar. Ur risksynpunkt innebär därför gasexplosion i korridorer eller områden med tätt stående utrustning eller motsvarande är värsta fallet med snabbast gasströmning och högst tryck.

• Gasexplosioner mellan våningsplan det näst värsta fallet och explosion i det fria det minst farliga fallet.

• Flamacceleration kan också ske genom att strömningen övergår från laminär till turbulent. Flamfronten ändrar då form från slät till allt mer veckad. Den brinnande ytan ökar därmed och tillika den producerade mängden avgaser per tidsenhet.


Betingelser för att skapa explosionsövertryck

Butan 25 kg/s. Horisontell läcka 1m över mark

• Gaskoncentration mellan UEL och LEL• Tändkälla• Förtätat område e.xv processanläggning

med mycket utrustning, inneslutningar (kompressorhus) men även vegetation ex,v Buncefield


Effekten av förtätade processområden MEM

TNO Multienergimetoden (MEM)Används i empiriska modeller för beräkning av explosionstryck


Känslighet för bedömning av MEM nivå

MEM nivå 6 med och utan anläggningsgränser”Side on Pressure”. Reflekterat tryck mot vägg vinkelrät mot explosionsutbredning är 2 x så hög.


Explosionsövertryck beroende på vald täthet


MEM 2 Öppet område liknande Arendal

Ca 400 m Butan 25 kg/s. Horisontell läcka 1m över mark


Effekten av avstånd på explosionstryck

Influence of distance on the blast positive pressure phase.(JCR Calculation of Blast Loads for Application to Structural Components)


Explosonsövertryck – ”side on” och reflekterat tryck

When the blast wave comes to contact with a rigid surface the pressure that is reflected is larger than the incident peak pressure The reason for this rise is attributed to the nature of the propagation of the blast wave through the air. While the wave travels, it moves along air particles that collide with the surface upon arrival. In an ideal linear-elastic case the particles should be able to bounce back freely leading to a reflected pressure equal to the incident pressure, and thus the surface would experience a doubling of the acting pressure. In a strong blast wave (MEM 6-8), which as a shock wave is a non-linear phenomenon, the reflection of these particles is obstructed by subsequent air particles that are transferred there, thus leading to much higher reflected pressure values. In this case the surface would experience an acting pressure much higher than the incident one. (8 x “side on Pressure” eller mer)


Konsekvensbaserade metod och kriterier

Konsekvensbaserad (deterministisk) strategi, • anta frigörandet av en bestämd

mängd brännbar gas baserat på ett skadefall

• explosionslasten vid antändning beräknas med hänsyn till kringliggande förhållanden.

• dimensionering av byggnad bestäms baserat på avstånd till explosionsövertryck


Metoder för att bestämma placering av bemannade byggnader

Konsekvensbaserad metod

Gemensamt för konsekvens och riskbaserad metod

ChemicalIndustriesAccosiationGuidance for the location and design ofoccupied buildings on chemicalmanufacturing sites 2010


Konsekvensbaserade metoder

Det finns i huvudsak två sätt att välja ett skadefall med den konsekvensbaserade metoden, dessa är antingen ett dimensionerande skadefall eller ett trovärdigt värsta fall. (Credible worstcase)Dimensionerande skadefall• anläggnings möjliga påverkan på personer, miljö eller egendom utanför den egna

verksamheten, dvs. allmänheten, yttre miljö eller annans egendom skall klara av med på sin höjd rimliga skadeverkningar. Antagen sannolikhet på högst 1 gång på 200 till 1000 år per anläggning.

• skadefall utgörs i praktiken av haverier på mindre ledningsdimensioner och svaga utrustningsdetaljer och oftast inte av haverier på huvudutrustningar, tryckkärl, tankar eller grövre rörledningar.

• kan leda till en underskattning av explosionsövertrycket för de byggnader som skall skyddas


Största trovärdiga händelse (Credible Worst Case)

• Största trovärdiga händelse utgörs av händelser som kan medföra flera dödsfall samt stor miljö- och egendomsskada. Exempel på sådana fall är överfyllnad av bensincistern (Buncefield olyckan) eller utsläpp under idrifttagning (Texas City samt Flixborough).

• Riktningen för utsläppet väljs så att molnet kommer in i förtätade områden. Detta ger de största beräknade explosionsbelastningar på byggnader. (Se tidigare diskussion)

• Ett alternativt konsekvensbaserat tillvägagångssätt är att anta en "fylld processenhet" och inte använda särskilda spridningsriktningar. Kan leda till en överskattning av explosionsövertrycket för de byggnader som skall skyddas.


Deterministisk metod och kriterier – temporära byggnader

Förenklad metod för temporära byggnader• I API RP 753 beskrivs en förenklad deterministisk metod för bestämning av avstånd i tre

zoner till temporära byggnader från processområden med tättstående utrustning där högre explosionstryck kan uppstå, dock bör en QRA genomföras om man önskar placera byggnader i Zon 1 eller Zon 2.

Lätta träbarackerTransportabla byggnader utöver lätta träbaracker Bemanning

Zon 1 Ej tillåtet Detaljerad analys krävs Endast nödvändig personal får vistas i byggnaden Zon 2 Detaljerad analys krävs Detaljerad analys krävs Inga begränsningar Zon 3 Inga begränsningar Inga begränsningar Inga begränsningar


Deterministiska kriterier för effekter av explosionsövertryck.Övertryck [kPa] Skada - Beskrivning av konsekvens

0.14 Störande buller (137 dB om låg frekvens 10-15 Hz) 0.21 Vissa större glasrutor krossas om de ligger under spänning 0.28 Kraftigt buller(143 dB), överljuds smäll, glas kross0.69 Mindre glasrutor krossas om de ligger under spänning 1.03 Typisk nivå för kross av glasrutor 2.07 "Säkert avstånd" (sannolikhet 0.95 för ingen allvarlig skadaunde om lägre än detta

värde); Gräns för projektiler; viss skada på tak inomhus; 10% fönsterglaskross 2.76 Begränsad mindre strukturell skada

3.4-6.9 Stora och små fönstersplittras normalt; viss skada på fönsterramar.4.8 Mindre skada på hus6.9 Delvis demolering av hus, obeboeliga

6.9-13.8 Korrugerad asbestos splittras; Korrugerad plåt eller aluminiumklädsel på hus, infästningar felar och deformeras; träfasader, infästningar skadas, paneler trycks in.

9.0 Stålram för plåtklädd byggnad delvis deformerad.13.8 Delvis kollaps av husväggar och tak.

13.8-20.7 Betong- eller lättbetongväggar splittras (ej armerade)15.8 Undre gräns för allvarlig strukturell skada 17.2 50% destruktion av tegelväggar20.7 Tunga maskiner (ca 1500 kg) in industribyggnader uppvisade liten skada;

deformering av stålramar i byggnad, byggnad släppte från grunden.20.7-27.6 Självbärande plåtbyggnad demolerad; spricka och läckage på lagertankar

27.6 Klädsel på industribyggnad skadad 34.5 Trästolpar knäcks; större hydraulpress (ca 20 ton) i byggnad något skadad

34.5-48.2 Nästan total ödeläggelse av hus 48.2 Lastad, lättare, frakttågsvagn vältes

48.2-55.1 Tegelklädd vägg, 2-3 dm tjock, ej armerade felar genom skyvkrafter eller deformation

62 Lastade godsvagnar totalförstörda 68.9 Trolig ödeläggelse av byggnader; Tyngre maskiner (ca 3 ton) flyttas och skadas very

mycket tunga maskiner (ca 6 ton) oskadade 2068 Gräns för kraterkant

• I figur ges en exempel på effekter av explosionsövertryck på människa, byggnader och utrustning som kan användas som ledning vid framtagande av kriterier.

• Källorna till är osäkra men är ofta citerade. (många härstammar från samma källa; 6th International Meeting on Forensic Sciences, Edinburgh, Scotland, 1972.)

• Det framgår inte i referenserna om trycken är ”Side-on pressure” eller reflekterat tryck. Trycken som anges bör därför konservativt betraktas som ”Side-on pressure”. Se tidigare i presentationen

• I avsnitt 5.3 i rapporten finns fler exempel på kriterier


Riskbaserade metod och kriterier


Moment för genomförande av riskbaserad metod

• I jämförelse med den konsekvensbaserade metoden kan den riskbaserade metoden genom att tillfredsställa fastställda kriterier tillåta att man designar för ett lägre övertryck, eller kortare avstånd och att man då medvetet accepterar en kvarvarande risknivå för händelser som ger explosionsövertryck som överskrider byggnadens design.

En riskbaserad studie kräver:• Framtagning av kriterier• Explosionsstudie• Faroidentifiering• Frekvensvärdering• Konsekvensbedömning• Riskgradering• Riskvärdering


Konsekvenser

Konsekvens 1

Konsekvens 2Konsekvens 3

Konsekvens 4

Fel 1

Fel 2Fel 3

Fel 4

OrsakerSkada på byggnad

och person

Felträdsanalyser Händelseträdsanalyser

Barriärer

Frekvensreducerande åtgärder Konsekvensreducerande åtgärder

Händelser och barriärer

Utflöde av kondenserad

gas


Riskbaserad metod för placering av bemannade byggnader

Ref Chemical IndustriesAccosiationGuidance for the location and design of occupiedbuildings on chemical manufacturing sites 2010


Riskbaserad metod

• De vanligast förekommande riskbaserade metoderna innefattar probabilistiska övertryckskurvor och explosionstryckskurvor för tryck som överskrider ett förutbestämt design tryck.

• Probabilistiska övertryckskurvor (QRA) visar sannolikheten för att utsättas för ett bestämt övertryck vid en given plats.

• Från Probabilistiska övertryckskurvor kan sannolikheten för att en anläggningsbyggnad utsätts för sitt tröskelvärde eller högre bedömas.

• Frekvens för trycket , exempelvis E-4 , är den summerade frekvensen för alla händelser som ger det indikerade trycket hämtat från QRA

•


Riskbaserad metod

• Explosionstryckskurvor visar övertrycksvärdet för en given sannolikhet och ger information om hur man behöver dimensionera byggnaden för att uppfylla det ansatta kriteriet.

• Användning av övertryckskurvor kräver att man har fastställt acceptanskriterier för vilket övertryck en byggnad skall tåla och ger information om den dimensionering som krävs om man önskar placera en byggnad på en given plats

Kurvorna utgörs av den summerade frekvensen för alla händelser som ger det indikerade trycket hämtat från QRA


Referenser

• I avsnitt 7 i rapporten beskrivs hänvisningar till referenser som arbetsgruppen kommer att ha som underlag till sitt arbete.


Slutsattser

Följande referenser bedöms ge konkret handledning i beslutsprocessen för placering av bemannade byggnader:• API RP 752 3rd edition 2009 • API RP 752 2nd edition, 2003• API RP 753, 2007 “Management of Hazards Associated with Location of Process Plant

Portable Buildings “ • CIA - Guidance for the location and design of occupied buildings on chemical manufacturing

sites 2010• CCPS - Evaluating process plant buildings for external explosions, fires and toxic releases.

Second edition. 2012


Reflektion och diskussion

• De senaste utgåvorna av de referenser som har undersökts ställer krav på att genomföra en QRA om en riskbaserad metodik används

• För deterministiska metoder skall man använda värsta trovärdiga fall i sin värdering, som kan medföra att man får svårigheter att tillgodose det beräknade jämfört med enn QRA

• Den deterministiska metoden ger inte utrymme för riskbaserade beslut eller tillämpning av ALARP principen.

• Dimensionerande skadefall är med sin definition inte lämplig för att bestämma dimensionering av byggnader mot explosionsövertryck.

• API RP 752 2nd edition 2003 ger möjlighet att använda en kvalitativ riskanalys och ger även teknisk ledning i form av förslag till metod för beräkning av explosionsövertryck, effekter av explosionsövertryck etc

• API RP 753, placering av temporära byggnader, ger en förenklad deterministisk metod för bestämning för avstånd till områden där höga explosionstryck kan uppstå


Reflektion och diskussion

• Deterministiska kriterier för explosionseffekter på byggnader som är tillgängliga publikt kommer med få undantag från samma källa Hur väl dessa värden har verifierats framgår inte.

• Ett riskbaserat synsätt där man tar hänsyn till individrisk och grupprisk och fastställer vilken tålighet mot explosionsövertryck byggnader skall ha för att skydda personer förefaller vara den metod som ger flest frihetsgrader och bäst beslutsunderlag för riskreduktion.

• Vid av placering av bemannade byggnader bör man även ta hänsyn till oantända gasmoln som kan leda till antingen antändning av gas i byggnaden som leder till explosion eller påverkan genom förgiftning.

• Man behöver ta hänsyn till att brand kan uppstå i flera olika former; gasmolnsbrand, jetbrandoch pölbrand som kan påverka bemannade byggnader

• Glassplitter som uppstår i samband med en explosion har potential att orsaka allvarlig personskada.

Lloyd’s Register and variants of it are trading names of Lloyd’s Register Group Limited, its subsidiaries and affiliates.Copyright © Lloyd’s Register Consulting. 2014. A member of the Lloyd’s Register group.

Working togetherfor a safer world

James HannahPrincipal ConsultantT +46 702 900 645 E: [email protected]

OLIKA METODER ATT FÅ FRAM RISKER FÖR PERSONAL I ”BEFOLKADE BYGGNADER”

Preemraff Lysekil har använt tre olika metoder för att få en uppfattning av riskbilden

för personal i befolkade byggnader

-Den ”generiska risk metoden” i API 753

-En förenklad ”Desk top QRA” som genomfördes efter en modell framtagen av Shell Global Solution

-En fullständig QRA där Lloyds Register Consulting användes för att utföra studien

API 752 & 753 – Risker för permanenta och temporära byggnader

API 752 & 753 2 st. standarder för hantering av risk för personer i permanenta och temporära byggnader med avseende på:

ExplosionBrand/värmestrålning Giftig/brännbar gas

API anger två sätt att skapa en riskuppfattning – Detaljerad riskanalys (Typ QRA) eller - En förenklad generisk riskanalys

Den förenklade riskmetoden bygger på att man mäter upp de förträngda och inneslutna volymerna i produktionsytorna.

Denna volym används sedan i en tabell för att få fram ett riskavstånd.

Om man vill använda en ”enkel träbyggnad (typ barack) får man placera dessa utanför det yttre skyddsområdet utan vidare detaljstudier.

Metod 1: Förenklad riskanalysmetod API 753

Exempel på utfall av den förenklade riskanalysmetoden på Preemraff Lysekil

ProcessanläggningarPreemraff Lysekil M3

Finger 1 41580

Finger 2 54390

Finger 3 -utom ugnar/RX 49392

Finger 3 - ugnar /RX 10752

Finger 4 - utan ugnar/RX 28080

Finger 4 - ugnar /RX 7350

Finger 5 29568

Finger 6 -HPU 21168

Finger 6 - Synsat 7068

Finger 7 - ICR 40560

Finge 7 - ugnar 4158

Finger 8 - FCCU 38400

Finger 9 - merox 13224

Finger 9 -Propen 10752

API tabellens övre gräns är på 28000 m3

Exempel på utfall av den förenklade riskanalysmetoden på Preemraff Lysekil

Då våra anläggningar är relativt stora får vi använda maxtalen för avstånd till ”säker plats” vilket ger mycket

långa avstånd

Metod 2: Förenklad typ QRA

Shell Global solution har tagit fram en metod för att kunna få fram riskvärden för processanläggningar.Den bygger i korthet på en fullständig QRA som genomfördes på ett ShellraffinaderiFrån detta har man tagit fram generiska riskvärden för olika typer av processanläggningar som kan finnas i ett raffinaderi. Varje processanläggning har ett antal typrisker och läckagepunkter som används för att få fram riskbilden för varje enskild anläggning.De anläggningstyper som finns i det aktuella raffinaderiet (som analyseras) läggs in på en plotplan.I plotplanen läggs även in de byggnader man vill analysera och de populationssiffror man vill användaAlla värden stoppas in i ”QRA verktyget” så att man kan få fram riskvärden som kan presenteras på ett liknade sätt som från en fullständig QRA

Exempel på tryckringar från SGS förenklade QRA studie

Metod 3: Fullständig QRA

Kravbilden på den QRA som genomfördes på Preemraff Lysekil

Purpose of the QRA:-Find risk level for all buildings inside Preemraff Lysekil site that is defined as occupied buildings according to Preemraff definition. (All risk that is generated by scenarios in any of the production units and tank fields and jetties)

-Find risk level for person in or in the vicinity off production units, tank field / jetty areas as well as person outside Preemraff site boundary.

-The study shall be possible to update and complement (with limited effort) to find changes in risk levels in case of new or revamped units.

Syfte med QRA studien Preemraff Lysekil

Komplett underlag för att uppfylla kraven i API 752 och 753

• Definiera områden där icke tryckklassade byggnader kan placeras.

• Definiera vilken konstruktionstyp eller tryckklass byggnader bör ha beroende på placering.

• Definiera behov av skydd mot inträngning av brännbar- eller giftig gas, strålningsvärme och direkt brandpåverkan för byggnader.

Riskredovisning

• Beskrivning av raffinaderiets riskbild i säkerhetsrapporten.

• Underlag för samråd med grannar inom det potentiella effektområdet.

• Underlag för att definiera säkerhetsavstånd till annan verksamhet.

Prioritering

• Underlag för prioritering av åtgärder.

• Underlag för kostnad-nyttaanalys för risksänkande åtgärder inom ALARP-området.

Nyansering

• Skapa förståelse för processrisknivån i stort. Tex jämföra risker för personal i anläggningar och i byggnader

• Tydliggöra relationen mellan olika processriskers omfattning.

Kvantitativ riskanalys (QRA)

Risktoleranskriterier PreemraffFör personal i befolkad byggnad har vi följande kriterier:

Som tolerabelt värde inom Preemraff gäller att sannolikheten för dödsfall eller allvarlig skada inte får vara högre än 1*10-4 per år

(beräknad som individrisk för fiktiv person i aktuell byggnad).

Gränsen gäller för alla de olika skadefallen (explosion, brand och giftig gas).

Området mellan 1*10-4 per år och 1*10-6 per år skall tolkas som ”ALARP” område. Detta innebär att man skall genomföra enkla och

kostnadseffektiva åtgärder om dessa står i rimlig proportion till risksänkningen.

Som alternativ kan även följande riktvärden användas för bedömning om en befolkad byggnad kan anses ligga inom tolerabel risk:

Byggnad av ”konventionell oförstärkt typ” (t.ex. trä baracker, tegelbyggnader o.dyl.) kan placeras utanför gränsen för utbredningen

av en gasmolnsexplosion med trycket 0.04 bar (”side on pressurer”) med frekvensen 1*10-4 per år utan att separat bedömning av

byggnaden krävs.

Utdrag från QRA

Preemraff Lysekil

Turkos linje anger 40 mbar (vid 10^-4)

Konturerna för byggnadstyperna B1 (blå),

B2 (grön) och B5 (gul) är i stort sett

identiska vilket beror av att sårbarheten

för gasmolnsbrand och toxisk påverkan är

identiska för dessa byggnadstyper samt att

dessa konsekvenser överskuggar

konsekvenserna av brandstrålning och

explosion.

Kontrollrummet, B8 (röd) har skydd mot

gasinträngning och får en helt annan

utbredning. Konturerna för alla

byggnadstyper där sårbarheten från

gasmolnsbrand och toxisk påverkan satts

till noll, B1 (turkos), B2 (rosa), B5

(orange) och B8 (ljusgrön), visar på

skillnader i risk för de olika

byggnadstyperna.

Utdrag QRA Preemraff Lysekil: Risker i befolkade byggnader– Totalrisk med och utan

gasmolnsbrand / toxisk påverkan Frekvens 10^-4

Individrisk (10^-4)i byggnad totalt (mörkblå) och utan gasmoln och toxisk effekt (turkos)

Utdrag QRA: Jämförelse – explosionsrisker kontra individrisk byggnader 10^-4 LYR

”Gamla Sjöbolsvägen - referenspunkt”

Turkos linje anger 40 mbar

Ca 750 m

Ca 400 m


Preemraff Lysekil

Preemraffprocessdelar

Preemraff Lysekil

Gamla kontrollrummetI princip oförstärkt byggnad

Nya kontrollrummetDesignad för 0,2 bar

Att tänka på vid QRA

- Valet av scenarion görs för att ge en representativ sammanfattande bild av riskerna från varje processavsnitt mot omgivningen. Studier av den här typen ger vägledning om vilka områden man bör rikta in eventuella åtgärder mot, men ger inte vad man bör göra i detalj.

- Precisionen i spridnings- och effektberäkningar är god och i allmänhet väl verifierad. Valet av scenarion och valet av sannolikheter kopplat till dessa är behäftat med större osäkerheter. Erfarenhetsmässigt kan sägas att felmarginalen ligger inom +/- en tiopotens (flytt en kurva in eller ut) avseende sannolikheten både för den aggregerade individrisken och för samhällsrisken.

- Givetvis ska osäkerheterna i resultatet tas i beaktande men slutligen är det så att QRA är det kraftfullaste verktyg för att kvantifiera och sammanfatta en riskbild som finns. Andra metoder innebär ännu större osäkerheter.

Sertius – konsekvensbaserat verktyg för att bedöma effekt på byggnad vid gasmolnsexplosion

Claes Broman, BorealisIPS Seminarium 2016-04-21

• Verktyget utvecklades på Universitetet i Leuven ,Belgien, på Uppdrag av Borealis

• Syftet var att 1. prioritera mellan olika byggnader inom Borealis samt att 2. få ett första intryck av behovet av att flytta/förstärka byggnader.

• Detta har i vissa fall följts av att en QRA gjorts

BAKGRUND

Presentation title | 26 April, 20162 |

Resulat


Control room Temporary building Workshop Office

How many people sitting

there? 20 5 30 100

How long? 100% 50% 50% 50%

X 583 663 400 857Y 475 400 340 397

TYPE 5 1 2 4

0 - 0,25 3 - 0,44 1 - 0,11 0 - 0,070 - 0,10 1 - 0,09 0 - 0,07 0 - 0,03

Byggnad

Byggnads koordinater

Typ av byggnadSkada – tryck

på byggnad

Input - fabrik

Fabrikens koordinater – centrum Fabriks volym:

Strukturens area Höjd

Mått på förtätning Förtätad Ej förtätad Ej förtätad med turbulens

Reactivity of gas: High: väte, eten Medium: butan, propan, propene Low: naturgas


Input - scenario

Media Densitet Molekylvikt Tryck Temperatur Storlek på öppning för utströmmande gas


Input byggnader

Kordinater Typ av byggnad enligt API RP 752


Arbetsdokument


Microsoft Excel 97-2003 Worksheet

Borealis erfarenhet

Som screening verktyg är det OK Val av dimension av öppning för utströmmande gas påverkar mycket Som underlag för investering räcker det inte Ger i vårt fall liknade resultat som dimensionerande skadefall (om samma

dimension används)


Thank you

Unless otherwise specifically stated, this presentation, any part of it, or any information contained herein may only be copied, disclosed or used within the Borealis group of companies. Borealis AG and its affiliates give no warranty and make no representation as to the accuracy, completeness or fitness for any particular use of the information contained herein.


1

CIA:Guidance for the location and design of

occupied buildings on chemical manufacturing sites

Kännetecken

Överkomlig omfattning Bra beslutsdiagram för val av metodik Täcker alla riskkällor (giftig gas, explosion,

BLEVE…) med fokus på explosion och giftig gas

Många beräknade exempel

Kan köpas via: http://www.cia.org.uk/OurWork/Ourpublications.aspx

2

Beslutsdiagram

3

Källa: CIA, Guidance for the location of occupied buildings, 2010

Beslutsdiagram del 2

4


Konsekvensbaserad metodik

Grundprincip för nya byggnader: placera/konstruera för värsta scenario

Grundprincip för existerande byggnader:uppgradera för värsta scenario om det är praktiskt möjligt.

Alternativ – riskbaserad metod

5

Riskbaserad – förenklad metod

Förenklad metod (screening) Beräkna tryck vid byggnaden för värsta

explosionsscenario (processarean fylld med brännbar blandning till LFL)

Använd historisk genomsnittlig frekvens för explosion i en processanläggning

Uppskatta dödlighet i byggnaden Beräkna individuell risk och aggregerad risk

Guidelinen innehåller förenklade diagram

6

7

Riskbaserad – Detaljerad metod

Detaljerad – exceedance-kurva Beräkna frekvens och explosionstryck för ett

flertal scenarior (som i QRA) vid verklig eller tilltänkt placering

Konstruera en exceedance curve –Övertryck mot kumulativ olycksfrekvens Alternativ 1 – applicera riskkritierium och avläs vilket tryck

byggnaden behöver motstå Alternativ 2 – avläs frekvensen för det maximala tryck på

byggnaden som kan accepteras och jämför med riskkriteriet

Exempel exceedance-kurva

8


Documents

Bemmannade byggnader presentation 21 april 2016ips.se/files/pages/11/ips-presentationer-bemannade-byggnader-1604… · /or\g¶v 5hjlvwhu &rqvxowlqj +lvwruln rfk ednjuxqg +lvwrulvnw