Ocenjevanje posledic nesreč z naftnimi derivati

Petra Zver

Ocenjevanje posledic nesreč z naftnimi derivati

Diplomsko delo

Maribor, marec 2013

Ocenjevanje posledic nesreč z naftnimi derivati Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa

Študent: Petra Zver Študijski program: visokošolski strokovni študijski program I. stopnje

Kemijska tehnologija

Predvideni strokovni naslov:

diplomirana inženirka kemijske tehnologije (VS)

Mentor: izr. prof. dr. Zorka Novak Pintarič Komentor: izr. prof. dr. Marjana Simonič

Maribor, marec 2013


I

IZJAVA

Izjavljam, da sem diplomsko delo izdelala sama, prispevki drugih so posebej označeni. Pregledala sem literaturo s področja diplomskega dela po naslednjih geslih:

Vir: Web of Knowledge (apps.isiknowledge.com) Gesla: Število

referenc oil terminal IN fire IN explosion 6 PHAST IN scenarios IN scenario modeling 13 petroleum products IN explosion IN fire 12

Vir: COBIB-COBISS (http://www.cobiss.si/scripts/cobiss?ukaz=getid) Gesla: Število

referenc naftni derivati 31 eksplozija IN požar 1

Skupno število pregledanih člankov: 4 Skupno število pregledanih knjig: 3

Maribor, marec 2013 Petra Zver


II

Zahvala

Zahvaljujem se mentorici izr. prof. dr. Zorki Novak Pintarič

za strokovno pomoč in nasvete pri izdelavi diplomske naloge,

zahvala gre tudi somentorici izr. prof. dr. Marjani Simonič.

Hvala tudi moji družini, ki me je ves čas podpirala pri študiju.

Prav tako hvala mojemu fantu Boštjanu, ki me je skozi študijska leta

ves čas podpiral in mi stal ob strani.


III


Povzetek

V diplomskem delu so opisani scenariji nesreč z naftnimi derivati, ki smo jih definirali na osnovi razpoložljivih podatkov v literaturi. Opredelili in ovrednotili smo najverjetnejše in najtežje scenarije, na primer nenadni izpust iz rezervoarja, iztekanje iz vagonske ali avtocisterne, prepolnitev rezervoarja in razpok drenažnega ventila. Modeliranje scenarijev in napovedovanje posledic smo izvedli z računalniškim programom Phast. Upoštevali smo različne vremenske pogoje, kot so: letni čas, temperatura, vlažnost zraka, hitrost vetra itd. Posledice razlitja naftnih derivatov so lahko hude, kot je pokazala nesreča v skladišču goriv Buncefield, v Veliki Britaniji leta 2005.

Rezultati ocenjevanja posledic kažejo, da lahko tudi majhne nepravilnosti in napake pri ravnanju z naftnimi derivati privedejo do hudih posledic, ki imajo že pri majhnih izpustih velika območja vplivanja. Zato mora vsako podjetje, ki se ukvarja z nevarnimi snovmi, izvesti celovito oceno tveganja za zmanjšanje nevarnosti in ustrezno ukrepanje ob izrednih dogodkih.

Ključne besede: gorivo, nesreča, scenarij, posledice, računalniški program Phast

UDK: 614.8:665.61(043.2)


IV

Assessment of the accidents′ consequences involing petroleum products

Abstract

This thesis describes various accident scenarios involving petroleum products, which were determined based on the available information in the literature. The most likely and the most severe scenarios were defined and evaluated, e.g. a sudden loss of containment, leak from road- or rail tankers, tank overflow, and drain valve rupture. Modelling of scenarios and assessment of consequences were performed by means of the computer program Phast. Various weather conditions were taken into account, e.g. the season, the temperature, air humidity, wind speed etc. The consequences of petroleum products discharge could be severe, as demonstrated by the Buncefield accident in the United Kingdom, 2005. The results of the consequence assessment indicated that even slight irregularities and faults in the handling of petroleum products may cause severe consequences, as even small releases could establish the large influence zones. Therefore, each company dealing with hazardous materials has to conduct a comprehensive risk assessement to reduce risks, and to apply adequate measures in case of emergency.

Key words: fuel, accident, scenario, consequences, computer program Phast

UDK: 614.8:665.61(043.2)


V

Kazalo 1 UVOD ......................................................................................................................... 1 2 TEORETIČNI DEL ...................................................................................................... 2

2.1 Obvladovanje tveganj ........................................................................................... 2

2.2 Nevarni dogodki povezani z nevarnimi snovmi ................................................... 42.2.1 Požar ................................................................................................................... 42.2.2 Eksplozija ............................................................................................................. 52.2.3 Izpusti naftnih derivatov ....................................................................................... 6

2.3 Ocena tveganja ...................................................................................................... 6

2.4 Zniževanje tveganj ................................................................................................. 8

2.5 Zakonodaja ............................................................................................................ 9

2.6 Naftni derivati in njihovo skladiščenje ............................................................... 11

2.7 Opis nesreče v Buncefieldu 2005 [23] ................................................................ 132.7.1 Časovni potek nesreče ....................................................................................... 142.7.2 Opis rezervoarja 912, instrumentov in kontrolnega sistema ............................... 152.7.3 Vzrok nesreče .................................................................................................... 162.7.4 Eksplozije in odpravljanje posledic ..................................................................... 17

3 METODE DELA ........................................................................................................ 19

3.1 Metodologija za ocenjevanje posledic ............................................................... 193.1.1 Identifikacija nevarnosti in definiranje scenarijev ................................................ 193.1.2 Zbiranje podatkov .............................................................................................. 193.1.3 Modeliranje scenarijev ....................................................................................... 203.1.4 Izidi scenarijev in ocena vplivov ......................................................................... 21

3.2 Računalniški program Phast .............................................................................. 23 4 DEFINIRANJE SCENARIJEV IN MODELIRANJE POSLEDIC ................................ 25

4.1 Definiranje snovi in vremenskih pogojev .......................................................... 25

4.2 Definiranje scenarijev ......................................................................................... 254.2.1 Nenadni izpust iz rezervoarja ............................................................................. 254.2.2 Prepolnitev rezervoarja ...................................................................................... 264.2.3 Iztekanje iz avtocisterne ..................................................................................... 264.2.4 Iztekanje iz vagonske cisterne ........................................................................... 274.2.5 Zamrznitev vode v drenažnem ventilu ................................................................ 27


VI

5 DISKUSIJA IN REZULTATI MODELIRANJA ........................................................... 28

5.1 Rezultati ............................................................................................................... 285.1.1 Nenadni izpust za volumen 1600 m3 .................................................................. 285.1.2 Nenadni izpust za volumen 7200 m3 .................................................................. 305.1.3 Iztekanje iz avtocisterne ..................................................................................... 335.1.4 Iztekanje iz vagonske cisterne ........................................................................... 365.1.5 Prepolnitev rezervoarja ...................................................................................... 395.1.6 Zamrznitev vode v drenažnem ventilu - zima ..................................................... 42

5.2 Diskusija .............................................................................................................. 456 ZAKLJUČEK ............................................................................................................ 497 LITERATURA ........................................................................................................... 508 PRILOGE .................................................................................................................. 52

8.1 Priloga 1 ............................................................................................................... 52


VII

Seznam tabel Tabela 1: Pasquill-ovi razredi stabilnosti ozračja .............................................................. 20Tabela 2: Referenčne vrednosti toplotne obremenitve ..................................................... 22Tabela 3: Referenčne vrednosti nadtlaka ......................................................................... 22Tabela 4: Vremenski pogoji, uporabljeni pri modeliranju .................................................. 25Tabela 5: Nenadni izpust za volumen 1600 m3 ................................................................. 28Tabela 7: Iztekanje iz avtocisterne ................................................................................... 33Tabela 8: Iztekanje iz avtocisterne ................................................................................... 36Tabela 9: Prepolnitev rezervoarja ..................................................................................... 39Tabela 10: Zamrznitev vode v drenažnem ventilu - zima .................................................. 42


VIII

Seznam slik Slika 1: Obvladovanje tveganja [5] ..................................................................................... 3Slika 2: ALARP (angl. As Low As Reasonably Practicable) - princip sprejemljivosti tveganja [5] ....................................................................................................................................... 7Slika 3: Ocena tveganja [5] ................................................................................................ 7Slika 4: Frakcionirana destilacija nafte [21] ...................................................................... 11Slika 5: Skladišče pred nesrečo [23] ................................................................................ 13Slika 6: Skladišče po nesreči [23] ..................................................................................... 13Slika 7: Satelitski prikaz nesreče v Buncefieldu [24] ......................................................... 14Slika 8: Osnovna postavitev rezervoarja 912 [23] ............................................................. 15Slika 9: Rezervoar 912 pred nesrečo [23] ........................................................................ 16Slika 10: Simulacija pretoka goriva iz oddušnih lukenj na vrhu rezervoarja [23] ............... 16Slika 11: Cevi za gašenje napeljane po cesti iz Breakspear lagune [24] ........................... 17Slika 12: Gašenje [24] ...................................................................................................... 17Slika 13: Obseg škode (označeno s črtkano črto) [23] ...................................................... 18Slika 14: Računalniški program Phast .............................................................................. 23Slika 15: Največja koncentracija izpusta za volumen 1600 m3 (poletje) ............................ 29Slika 16: Gostota toplotnega toka goreče luže za volumen 1600 m3 (poletje) ................... 29Slika 17: Pozna eksplozija plinskega oblaka za volumen 1600 m3 (poletje) ...................... 30Slika 18: Največja koncentracija izpusta za volumen 7200 m3 (poletje) ............................ 31Slika 20: Pozna eksplozija plinskega oblaka za volumen 7200 m3 (poletje) ...................... 32Slika 21: Največja koncentracija pri iztekanju iz avtocisterne (zima) ................................. 34Slika 22: Gostota toplotnega toka za goreči curek pri iztekanju iz avtocisterne (zima) ...... 34Slika 23: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo - takojšen vžig pri iztekanju iz avtocisterne (zima) ........................................................................................................... 35Slika 24: Pozna eksplozija plinskega oblaka pri iztekanju iz avtocisterne (zima) .............. 35Slika 25: Največja koncentracija pri iztekanju iz vagonske cisterne (poletje) .................... 37Slika 26: Gostota toplotnega toka za goreči curek pri iztekanju iz vagonske cisterne (poletje) ............................................................................................................................ 37Slika 27: Pozna eksplozija plinskega oblaka za iztekanje iz vagonske cisterne (poletje) .. 38Slika 28: Največja koncentracija pri prepolnitvi rezervoarja (zima) ................................... 40Slika 29: Gostota toplotnega toka za goreč curek pri prepolnitvi rezervoarja (zima) ......... 40Slika 30: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (takojšen vžig) pri prepolnitvi rezervoarja (zima) ............................................................................................................................... 41Slika 31: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (zakasneli vžig) pri prepolnitvi rezervoarja (zima) ............................................................................................................................... 41Slika 32: Največja koncentracija pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu ........................ 43Slika 33: Gostota toplotnega toka pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu ...................... 43Slika 34: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (takojšen vžig) pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu ............................................................................................................ 44


IX

Slika 35: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (zakasneli vžig) pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu ............................................................................................................ 44Slika 36: Območje do polovične spodnje meje vnetljivosti (0,4 % v/v) .............................. 46Slika 37: Vplivno območje toplotnega sevanja 4 kW/m2 (goreči curek) ............................. 46Slika 38: Vplivno območje toplotnega sevanja 4 kW/m2 (goreča luža - takojšni vžig) ....... 47Slika 39: Vplivno območje toplotnega sevanja 4 kW/m2 (goreča luža - zakasneli vžig) ..... 47Slika 40: Vplivno območje nadtlaka 2 kPa (eksplozija) ..................................................... 47


X

Uporabljeni simboli in kratice R tveganje

f pogostost

L škoda, ki jo povzroči dogodek

Kratice ALARP As Low As Reasonably Practicable, tako nizko, kot je praktično

izvedljivo in smiselno

AEGL Acute Exposure Guideline Levels, stopnja akutne izpostavljenosti ATG Automatic Tank Gauging system, sistem za avtomatski nadzor vsebine

rezervoarja BLEVE Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion, eksplozija vrele tekočine ERPG Emergency Response Planning Guidelines, navodila za načrtovanje

ukrepov v sili

IDLH Immediately Dangerous to Life or Health, takojšnja nevarnost za življenje ali zdravje

HAZID Hazard Identification, ugotavljanje (prepoznavanje) nevarnosti

MATTE Major Accident to the Environment, nesreča s težjimi posledicami za okolje

PHAST Process Hazard Analysis Software Tools, programsko orodje za analizo nevarnosti procesov

P&ID Process and Instrumentation Drawings, procesne merno - regulacijske sheme

VCE Vapour Cloud Explosion, eksplozija parnega oblaka


1

1 Uvod Skladišča, v katerih se shranjujejo naftni derivati, imajo pomembno vlogo pri delovanju podjetij in celotnih držav. V takšnih skladiščih se je v preteklosti zgodilo že več nesreč, zato predstavljajo tveganje in določeno stopnjo ogroženosti ne samo za ljudi ampak tudi za okolico. Zato je potrebno izvesti določene ukrepe, predvsem kar se tiče varstva okolja in varstva pred požarom. Da bi lahko vzpostavili ustrezno preventivno zaščito, moramo upoštevati tako tehnične kot tehnološke dejavnike, pri čemer imajo pomembno vlogo tudi posamezniki vključeni v proces skladiščenja nevarnih snovi. Manj kot bo nepravilnosti v procesu skladiščenja, toliko manjša bo tudi verjetnost morebitne nesreče (požar, eksplozija).

V literaturi [1,2] zasledimo, da se več kot 64 % nesreč zgodi v kemični industriji, naftnih skladiščih in rafinerijah. Do teh nesreč pride najpogosteje zaradi požarov pri vzdrževanju, popravilih ali pri prečrpavanju goriva, ki potem povzročijo eksplozijo. Drugi vzroki nesreč so lahko: okvara opreme, sabotaže, prelomi, puščanje, statična elektrika in drugo. Ker se največ nesreč zgodi s surovo nafto, bencinom in dizelskim gorivom, predstavljajo te snovi visoko tveganje, zato jim moramo posvetiti več pozornosti, da bi preprečili podobne nesreče v skladiščih z naftnimi derivati.

Shebeko in drugi [3] navajajo, da naftna skladišča vsebujejo rezervoarje velikosti 100 000 m3 in 300 000 m3. Požarna varnost takih objektov predstavlja zahtevno nalogo in zato je potrebno narediti oceno požarnega tveganja.

V Sloveniji je približno 350 000 t različnih nevarnih snovi. Od tega je 95 % tekočih, 4 % trdnih in le 1 % plinastih. Vnetljivih snovi je kar 83 %, od tega največ tekočih vnetljivih snovi (naftni derivati). Slovenija ima 24 obratov večjega tveganja za okolje in 35 obratov manjšega tveganja za okolje. Leta 2005 so se večje nesreče zgodile v naslednjih obratih: Instalacija Koper, KIK Kamnik, PINUS Rače in LUKA Koper, v letu 2006 se je zgodila večja nesreča v obratu Fenolit d.d. v Borovnici [4].

Pogosto je vzrok nezgod pri ravnanju z nevarnimi snovmi nepazljivost, malomarnost ali tudi neznanje posameznikov. Zato je toliko pomembnejše izvajanje ukrepov za učinkovito varstvo pred nesrečo, ki jih morajo izvajati vsi udeleženci, ki sodelujejo v procesu skladiščenja in manipulacije z nevarnimi snovmi tako v skladiščih kot drugih lokacijah, kjer se dejavnost izvaja. Izvajanje preventivnih ukrepov v skladiščih naftnih derivatov ni enostavno in nikakor ne sme biti šablonsko, saj gre za zahtevno in kompleksno delo, ki mora biti dosledno.

V diplomski nalogi smo pregledali in preučili, kaj se lahko zgodi pri skladiščenju naftnih derivatov in ravnanju z njimi. V praktičnem delu smo na podlagi razpoložljivih podatkov iz literature in informacij o preteklih nesrečah, ki so se zgodile v skladiščih z naftnimi derivati, določili scenarije nesreč in modelirali njihove posledice z računalniškim programom Phast (DNV, http://www.dnv.com/services/software/products/safeti/phast/).


2

2 Teoretični del Tveganje, o katerem je govora v pričujoči diplomski nalogi, razumemo kot verjetnost za pojav nezaželenega dogodka v določenem časovnem obdobju ali v določenih okoliščinah. Tveganje je tako kombinacija pogostosti pojava dogodka in njegovih posledic. Analiza združuje verjetnost za nastanek nezgodnega dogodka z resnostjo posledic, ki jih lahko ima obravnavana nezgoda ter izpostavljenost ljudi v okolici. Cilj metod in tehnik je, da bi ugotovili vse nevarnosti, zato moramo praviloma uporabljati več tehnik oz. metod.

Ne glede na to, katero tehniko bomo izbrali, moramo za ugotavljanje nevarnosti pridobiti naslednje podatke:

- podatke o snoveh; - podatke o tehnološkem procesu; - diagrame tehnološkega procesa (PFD, angl. Process Flow Diagram) in sheme

njegove merno-regulacijske opreme (P&ID, angl. Process and Instrumentation Drawings);

- opis lokacije skladišča in bližnje okolice, da se celostno oceni potencial za povzročitev večje nesreče predvsem glede težjih posledic za okolje (MATTE, angl. Major Accident to the Environment);

- obstoječa, že izdelana poročila o ugotovljenih nevarnostih in ocenah tveganj [5].

2.1 Obvladovanje tveganj Skladiščenje naftnih derivatov predstavlja veliko tveganje, povzroči lahko škodo zaposlenim in ljudem, ki se zgolj nahajajo v bližnji okolici ali tu živijo. Lahko povzroči škodo znotraj ali zunaj objekta, pa tudi v širši okolici. Ker skladišča vsebujejo nevarne snovi, obstaja možnost za nesrečo, ki se začne z nekontroliranim izpustom snovi, ki je lahko toksična, eksplozivna ali vnetljiva. Ti izpusti lahko pod določenimi pogoji privedejo do resnejših nesreč. Zaradi tega moramo doseči varnost procesov, ker s tem zmanjšamo tveganje v procesu. Da to dosežemo, moramo najprej dokazati, da jih ustrezno obvladujemo. Proces obvladovanja tveganja vsebuje: oceno tveganja, zmanjševanje tveganja in načrtovanje ukrepov zaščite in reševanja v primeru nesreč, zaradi česar je tovrstni proces zahteven. Direktiva Seveso II [5] obravnava nesrečo kot nenadzorovan dogodek pri obratovanju obrata, ki ima za posledico večji izpust nevarne snovi v okolje, požar ali eksplozijo. Vsak dogodek, ki je nenadzorovan, ima lahko resne posledice za ljudi ali okolje. Posledice se lahko pokažejo takoj ali kasneje, znotraj ali zunaj organizacije. Dogodek lahko vsebuje eno ali več nevarnih snovi. Velja, da so večje nesreče povezane z dogodki nizke pogostosti, vendar s težkimi posledicami. Direktiva Seveso II sicer upošteva tudi pogostost večjih nesreč, a daje poudarek predvsem njihovim potencialnim posledicam. Dejavniki, ki vplivajo na obseg nevarnega dogodka, so:

- čas; - masa snovi; - energija; - razdalja; - ravnanje v sili.


3

Obvladovanje tveganja je ponavljajoč se proces in je sestavljen iz:

- izdelave ocene tveganja; - sprejema ukrepov ob večjih nesrečah; - ugotavljanja možnosti za zmanjšanje tveganja; - izvedbe analize stroškov in koristi za alternativne možnosti zniževanja tveganja; - izvedbe ustreznih ukrepov za zniževanje tveganja tako nizko, kot je praktično

izvedljivo in smiselno (ALARP, angl. As Low As Reasonably Practicable) [5].

Na sliki 1 je predstavljen proces obvladovanja tveganja.

Obvladovanje tveganja pomeni nenehno prepoznavanje nevarnosti in oceno z njimi povezanih tveganj. Proces obsega tudi pregledovanje ukrepov za zmanjšanje tveganja. S tem se zagotovi njihova ustreznost, ki zajema tudi načrtovanje ustreznih ukrepov za zmanjšanje posledic nesreč.

Slika 1: Obvladovanje tveganja [5]


4

2.2 Nevarni dogodki povezani z nevarnimi snovmi Najpomembnejši nevarni dogodki, povezani z nevarnimi snovmi, ki največkrat povzročijo škodo, so:

- požar; - eksplozija; - izpust nevarnih snovi.

2.2.1 Požar Požar ali gorenje je kemijska reakcija, v kateri snov reagira s kisikom in se sprošča toplota. Osnovni pogoji za gorenje so: gorivo, kisik in vir vžiga. Če pride do požara zaradi iztekanja vnetljive snovi, lahko požar preprečimo, tako da odvzamemo toploto, npr. z gašenjem z vodo, ali ustavimo dotok goriva ali preprečimo dotok kisika [6].

Požar lahko predstavlja največjo nevarnost, ker se dogaja pogosteje kot izpust nevarnih snovi ali eksplozija, slednja povzroči največjo škodo in izgubo življenj. Pri požaru pride do intenzivnega sevanja toplote, to pa je lahko usodno za ljudi. Za ocenjevanje požarne nevarnosti so pomembni naslednji podatki: območje vnetljivosti (eksplozijsko območje), vnetišče, plamenišče in vrelišče. Poznamo spodnjo in zgornjo mejo vnetljivosti, ki predstavljata najnižjo in najvišjo koncentracijo vnetljive snovi v zraku in določata območje koncentracij, v katerem lahko plamen napreduje skozi zmes. Pod spodnjo mejo vnetljivosti (spodnjo eksplozijsko mejo) je v zmesi premalo vnetljive snovi, nad zgornjo mejo vnetljivosti (zgornjo eksplozijsko mejo) je v zmesi preveč vnetljive snovi. Izražamo jih v prostorninskih deležih, v literaturi je največkrat uporabljena oznaka % v/v, ki pomeni, da gre za prostorninski delež. Na območje vnetljivosti vplivata temperatura in tlak. Če se temperatura povečuje, se območje vnetljivosti širi, vpliv tlaka pa je pri različnih snoveh različen. Požar lahko povzroči veliko škodo v procesu in zgradbah. Viri vžiga so lahko: plamen, iskre, električni tok, statična elektrika itd. Za preprečitev požara lahko poskrbimo že pri načrtovanju obrata, tako da uporabimo pasivne ukrepe zaščite, kot so: uporaba negorljivih materialov, preprečevanje izpusta snovi, odstranitev virov vžiga, namestitev varnostnih ventilov. Ukrepi aktivne zaščite so: alarmni sistemi, detektorji ognja, sredstva za gašenje.

Vrste požarov so: Goreč curek (jet fire) Do gorečega curka pride zaradi izpusta v plinskem ali tekočem agregatnem stanju pod tlakom, če se izpuščena snov takoj vžge. Lahko pride do zapoznelega vžiga, tu se lahko najprej pojavi eksplozija plina, ki vžge iztekajočo tekočino, potem se ustvari brizgajoč plamen. Goreča luža (pool fire) Pri iztekanju iz rezervoarja, cevi ali ventila se na tleh ustvari luža, ki se lahko vžge. Če pride do vžiga takoj, govorimo o zgodnji goreči luži (angl. early pool fire), če pride do vžiga po disperziji hlapov v okolico, govorimo o pozni goreči luži (angl. late pool fire).


5

2.2.2 Eksplozija Kemijska eksplozija je proces zelo hitrega zgorevanja kemične substance, pri čemer nastanejo velike količine plinastih produktov, segretih do visokih temperatur, zaradi česar nastanejo območja povečanega tlaka. Eksplozija je hitra in silovita sprostitev energije zaradi hitrega zvišanja tlaka in temperature, kar ima za posledico rušilno delovanje na okolico. Zgodijo se manj pogosto kot požari, vendar po navadi povzročijo večjo škodo. Najbolj nevarne so eksplozivne zmesi plinov ali zraka, eksplozivi in nekatere občutljive snovi [6]. Poznamo dve vrsti eksplozij, ki se razlikujeta po hitrosti širjenja:

- deflagracija, pri kateri vnetljiva zmes gori relativno počasi; - detonacija je eksplozija, pri kateri nastane udarni val, ki se premika z veliko hitrostjo,

nato mu sledi toplotni val, kjer snov gori in oddaja toploto za vzdrževanje udarnega vala.

Pri detonaciji eksploziva pride do večjega dviga tlaka kot pri deflagraciji, s čimer je detonacija tudi bolj uničujoča.

V procesni industriji poznamo naslednje najpogostejše eksplozije:

- eksplozija parnega oblaka (VCE, angl. Vapour Cloud Explosion); do te eksplozije pride zaradi izpusta eksplozivne snovi v atmosfero na odprtem prostoru ali v omejenem prostoru; najpogosteje se zgodi na procesnih enotah in rezervoarjih, zaradi okvar reakcijskih posod, ventilov, cevi ipd.;

- eksplozija vrele tekočine (BLEVE, angl. Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion);

do te eksploziji pride zaradi izpusta velike količine tekočine pri visokem tlaku in temperaturi, ki je višja od temperature vrelišča pri atmosferskem tlaku; vzrok je segrevanje posode z zunanjim virom, npr. požarom, ki povzroči oslabitev sten posode, ki zaradi tega nenadoma popusti;

- prašna eksplozija; do eksplozije pride, ko je gorljiva trdna snov porazdeljena in se

pomeša z zrakom; ima dve stopnji: v prvi pride do dvigovanja nakopičenega prahu, sledi ji sekundarna eksplozija; obrati s prašnimi snovmi so lesni obrati, rudniki in obrati za obdelavo premoga, prehrambni obrati, kemijski obrati, obrati za predelavo in predelavo plastičnih materialov, obrati kovinske industrije [6].

Ukrepi za preprečevanje eksplozij so:

- odstranimo vire vžiga; - izogibamo se vnetljivim snovem; - deli procesa, kjer je nevarnost eksplozije, naj bodo ustrezno oddaljeni od drugih

delov, da preprečimo širjene eksplozije; - v cevovodih uporabimo prestreznike plamena, ki preprečujejo prehod plamena

vzdolž cevi; - širjenje eksplozije iz enega dela v drugega dela obrata preprečimo z avtomatskim

mehanizmom za izolacijo eksplozije [6].


6

2.2.3 Izpusti naftnih derivatov Izpusti naftnih derivatov se pojavijo neposredno v obliki tekočine ali kot hlapi, ki izhajajo iz razlite tekočine. Izpust hlapov povzroči nastanek plinskega oblaka v zraku, ki se začne pomikati od izvora. Če je v bližini prisoten vir vžiga, lahko pride do požara ali eksplozije. V primeru, da ni vira vžiga, se parni oblak razširi v smeri vetra. Na svoji poti lahko naleti na vir vžiga in eksplodira ter povzroči udarni val. Uhajanje tekočine je lahko trenutno ali kontinuirano.

Če se pojavi takojšnji vžig po izlitju, se razlita nevarna tekočina vžge in oblikuje se požar. Če preprek ni, se tekočina neovirano razširi ali ostane zajeta v lovilni posodi, če le-ta obstaja. Če pride do zakasnelega vžiga, se razlita tekočina razširi in oblikuje gorečo lužo v okolici točke razlitja.

2.3 Ocena tveganja Vsak nevarni dogodek, ki je prerasel v nesrečo, povzroči materialno škodo, kot tudi poškodbe ljudi ali celo smrt.

Zapis enačbe za oceno tveganja je:

R = f · L (1)

kjer je:

R tveganje (€/a),

f pogostost (a-1),

L škoda, ki jo povzroči dogodek (€).

Oceno tveganj večkrat primerjamo s kriteriji, ki jih postavimo glede na tveganje, kateremu so izpostavljeni ljudje ali na povprečno tveganje v določeni industriji. Ljudje v naftnih skladiščih ali v drugih podobnih industrijah so ves čas izpostavljeni tveganju.

Poznamo dve meji med sprejemljivim in nesprejemljivim tveganjem, ker težko odločamo v imenu drugega, kakšno tveganje je zanj spremenljivo in kakšno ne. Zato uporabimo dva nivoja tveganja:

- zgornja meja, ki ne sme biti nikoli presežena in - spodnja meja tveganja, ki je ni treba zmanjšati, ker je zanemarljivo majhna.

V vmesnem področju težimo k zmanjšanju tveganj, če so potrebna vlaganja sorazmerna z doseženim izboljšanjem. Če je tveganje blizu zgornje meje, je sprejemljivo samo, če bi bilo za majhno zmanjšanje tveganja potrebno nesorazmerno veliko vlaganje. Takšnemu načinu obravnavanja tveganja pravimo princip ALARP (angl. As Low As Reasonably Practicable), ki je prikazan na sliki 2. Ta princip sloni na predpostavki, da tveganje nad določenim nivojem ni sprejemljivo in ga ni mogoče opravičiti v normalnih okoliščinah, pod tem nivojem se lahko tveganje tolerira oz. je dejavnost dovoljena, pri čemer naj bi bilo tveganje tako nizko, kot je izvedljivo in smiselno. To pomeni, da je treba izvršiti vse smiselne ukrepe in tveganje znižati tako nizko, kot je mogoče.


7

Pri izdelavi ocene tveganja poznamo naslednje glavne korake (slika 3):

- ugotavljanje nevarnosti; - razumevanje vrste nevarnosti; - ocena možnih posledic (trenutnih in verižnih); - ocena pogostosti, ko pride do izrednih dogodkov in njihovih posledic; - ocena tveganja [5].

Slika 2: ALARP (angl. As Low As Reasonably Practicable) - princip sprejemljivosti tveganja [5]

Slika 3: Ocena tveganja [5]


8

2.4 Zniževanje tveganj Zniževanje tveganja pomeni prepoznavanje, presojo, izbor in izvedbo ukrepov za zniževanje tveganja. Zniževanje tveganja se najlažje izvaja v okviru sistema obvladovanja, kjer se izvajajo ukrepi v okviru programa izboljšav, poslovne politike ter načrtovanja in operativnega nadzora. Izvaja se običajno po prvi oceni tveganj. Cilj zniževanja tveganja je, da zmanjšamo verjetnost za škodo in omejimo posledice v primeru nesreče, dokler ni preostalo tveganje v skladu s principom ALARP.

Ukrepi za obvladovanje in zmanjševanje nevarnosti se uporabljajo v naslednjem vrstnem redu ustreznosti:

- izločanje nevarnosti v fazi načrtovanja; - zamenjava z manj nevarnimi procesi; - zniževanje nevarnosti ob uporabi tehničnih ukrepov (uporaba zaprtih sistemov,

merilne naprave); - administrativna omejitev dostopa do nevarnih območjih, izdelava delovnih navodil za

usposabljanje osebja; - načrtovanje ukrepov za primer nesreče in varovanje življenj (načrti zaščite in

reševanja) [5].

Tveganje je sestavljeno iz dveh elementov, pogostosti in posledic, zato je možno zniževanje doseči z izvajanjem ukrepov, ki lahko znižajo pogostost dogodka ali zmanjšajo posledice dogodka (takojšnje ali zakasnele).

UKREPI ZA ZMANJŠANJE POSLEDIC Zamenjava procesov, uporaba nenevarnih ali manj nevarnih snovi; zmanjševanje zalog nevarnih snovi; uporaba tehničnih sistemov (lovilnih in čistilnih naprav), omejevanje količine

izpuščenih snovi, kot so sistemi za izklop, razmaščevalci-absorberji, vodne zavese, lovilne posode;

pasivni protipožarni sistemi z namenom zmanjšanja posledic za bližnje obrate ali opremo [5].

UKREPI ZA ZMANJŠANJE FREKVENCE OZ. POGOSTOSTI Večkratna oprema za zmanjšanje pogostosti odpovedi; uporaba različnih senzorjev, kot so stikala, alarmi, ki lahko opozorijo na odstopanja v

procesih in zmanjšajo/odstranijo možnost za izgubo nadzora nad kemijsko reakcijo [5].

Vsak ukrep posebej lahko ima vpliv tako na posledice kot tudi na pogostost. Ukrepe za zniževanje tveganja lahko ocenjujemo tudi po naslednjem konceptu:

- ocena koristi, bodisi v zmanjšanju posledic ali pogostosti; - ocena stroškov izvedbe ukrepov; - primerjava med koristmi in stroški.


9

2.5 Zakonodaja Zakonodaja na področju preventive in pripravljenosti na nesreče z nevarnimi snovmi povezuje in zajema naslednja področja:

- varstvo pred požarom [7, 8, 9]; - varstvo okolja [10, 11]; - ravnanje s kemikalijami [12]; - prevoz nevarnih snovi [13]; - zaščita in reševanje [14].

Z vidika varstva pred požarom in varstva okolja moramo kot preventivno zaščito upoštevati vse tehnične in tehnološke ukrepe, ukrepe posameznikov, ki so vključeni v proces dejavnosti skladiščenja nevarnih snovi, da bi se preprečile morebitne nevarnosti požara ali eksplozije na obravnavanem območju. Posamezniki v procesni dejavnosti skladiščenja nevarnih snovi vplivajo na pravilno vodenje ter vzdrževanje naprav in tehnološkega procesa. Z manj nepravilnostmi je manjša verjetnost, da pride do požara ali eksplozije. Podatek, ki ga je potrebno izpostaviti, je veliko število nezgodnih situacij, ki se zgodijo pri nepravilnem ravnanju z nevarnimi snovmi zaradi nepazljivosti, malomarnosti ali neznanja posameznika.

Za učinkovito varstvo pred požarom morajo poskrbeti vsi, tako posamezniki kot skupine, ki so prisotni ali udeleženi v procesu skladiščenja z nevarnimi snovmi v skladišču oz. na lokaciji, kjer se le-to izvaja. Kadar govorimo o preventivnih ukrepih varstva za večja skladišča naftnih derivatov, moramo posebej poudariti, da izvajanje takšnih ukrepov ni enostavno in šablonsko, ampak dosledno, kompleksno ter zapleteno delo. Velike kemijske industrijske nesreče lahko resno ogrozijo prebivalce in okolje, negativni učinki pa se lahko razširijo tudi na večje območje ali prek meja držav.

Direktiva Seveso II se uporablja za industrijske obrate, v katerih se nevarne kemikalije nahajajo v količinah, ki so enake ali večje od mejnih vrednosti, navedenih v direktivi. Predstavlja minimalne varnostne pogoje za delovanje industrije, ki uporablja nevarne snovi. Namen direktive je uveljavljanje obveznosti, po kateri morajo vsi, ki se kakorkoli ukvarjajo z nevarnimi snovmi, dokazati, da s svojo dejavnostjo prekomerno ne ogrožajo sebe in svoje okolice. V ta namen morajo ustanove, ki posedujejo nevarne snovi v večjih količinah, izdelati varnostno poročilo za vse obrate/objekte oz. za lokacijo, kjer se dejavnost izvaja. Na podlagi varnostnega poročila, t.j. na podlagi ocene ogroženosti, morajo ustanove izdelati interne načrte zaščite in reševanja, pristojne lokalne oblasti (občine) pa morajo na njihovi podlagi izdelati oz. uskladiti zunanje načrte zaščite in reševanja. Vsa poročila in načrte je treba obnavljati ob spremembah ali vsaj vsakih 5 let, država pa je dolžna podrobno obveščati evropsko komisijo o izvajanju direktive. Podatki o nesrečah in podobnih dogodkih se zbirajo v centralni bazi podatkov Major Accident Reporting System (MARS) [15].

S sprejemom Direktive 96/82/EC (Seveso II) je Republika Slovenija oz slovenska zakonodaja naložila večje in konkretne obveznosti gospodarstvu. Direktiva Seveso II je dokument Evropske skupnosti, namenjen vzpostavitvi primerljive ravni varstva pred večjimi nesrečami z nevarnimi snovmi, ki lahko nastanejo pri obratovanju obratov v članicah EU. Direktiva velja za obrate, ki pri svojem obratovanju ravnajo z večjimi količinami nevarnih snovi z nekaterimi nevarnimi lastnostmi in v katerih zaradi tega lahko nastanejo večje nesreče. Ima značilnosti »ciljno naravnane direktive«, ki opredeli cilj in določi temeljne ukrepe za uresničevanje cilja.


10

V tem smislu državam članicam nalaga stalno spremljanje obratovanja »obratov Seveso II«, zagotavljanje pripravljenosti na večje nesreče, izmenjavo podatkov in znanj o obvladovanju nevarnosti večjih nesreč, analiziranje večjih nesreč ter redno poročanje Evropski komisiji o večjih nesrečah in o izvajanju direktive. Podrobne ureditve za izvajanje teh ukrepov pa so pristojnost in odgovornost države članice. Direktiva Seveso II obravnava tudi urejanje prostora z vidika večjih kemijsko industrijskih nesreč. Vse do uveljavitve direktive Seveso II v Sloveniji ni bila izdelana celovita ocena tveganja. Ustrezni ukrepi, ki so bili sprejeti leta 2002, so: Uredba o ukrepih za zmanjšanje tveganja za okolje zaradi večjih nesreč z nevarnimi kemikalijami (Ur.l. RS, št. 46/2002) in zakon o kemikalijah/ZKem/ (Ur.l. RS, št. 36/1999, 11/2001). Izdelovale so se le ocene in priporočila ter študije na osnovi veljavne zakonodaje, ki so ogroženost, tveganja in ukrepe obravnavale kot samostojne zaključene vsebine. Pravilniki so: Pravilnik o metodologiji za ugotavljanje ocene požarne ogroženosti (Ur.l. RS, št. 70/1996 (5/1997-2-popr.)), Pravilnik o požarno varstvenih zahtevah, ki jih je potrebno upoštevati pri izdelavi prostorskega akta, pri projektiranju gradenj, rekonstrukcij in vzdrževanju objektov (Ur.l. SFRJ, št. 42/1985), Zakon o varstvu pred nevarnimi in drugimi nesrečami /ZVNDN/ (Ur.l. RS, št. 64/1994, 33/2000 Odl.US: U-I-313/98, 87/2001) [16].

Uredba o emisiji za določitev najmanjše razdalje med obratom in območji, kjer se zadržuje večje število ljudi ter infrastrukturo [17] v skladu z Direktivo Sveta 96/82/ES, se uporablja za prostorsko načrtovanje in graditev objektov v neposredni bližini obratov, za graditev obratov in za večje spremembe obratov. Ta uredba se uporablja za obrate, ki se v skladu s predpisom, ki ureja preprečevanje nesreč in zmanjševanje njihovih posledic, razvrščajo med obrate večjega ali manjšega tveganja za okolje zaradi proizvodnje, skladiščenja ali uporabe eksplozivnih snovi. Najmanjša razdalja se določi na podlagi učinkov izpustov nevarnih snovi v obratih in ranljivosti objektov glede na te učinke.

Uredba o emisiji hlapnih organskih spojin v zrak iz naprav za skladiščenje in pretakanje motornega bencina [18] določa mejne vrednosti emisije hlapnih organskih spojin v zrak, ciljne vrednosti za izdelavo celovite ocene ustreznosti tehničnih ukrepov za zmanjšanje emisije snovi in tehnične ukrepe za zmanjšanje emisije snovi in druge ukrepe v zvezi z izpuščanjem bencinskih hlapov v zrak za naprave za skladiščenje in pretakanje motornega bencina, kar zagotavljajo lastniki ali upravljavci teh naprav. Uredba govori tudi o skladiščenju bencina, ki mora biti zgrajeno tako, da tehnični ukrepi za zmanjšanje emisije snovi pri skladiščenju bencina za vsako posamezno napravo zagotavljajo, da ciljna vrednost letnih izgub bencina ne presega 0,01 % masnega deleža količine pretočenega bencina.


11

2.6 Naftni derivati in njihovo skladiščenje Nafta je po kemijski sestavi zmes, ki vsebuje nekaj tisoč ogljikovodikovih spojin. Te se med seboj razlikujejo po načinu vezave ogljikovih atomov in po nasičenosti z vodikom. V nafti poleg ogljika in vodika najdemo tudi druge elemente, kot so: žveplo, dušik, kisik, vendar je masni delež teh spojin običajno manjši od 5 %. Ogljikovodiki imajo v nafti različno dolge verige ogljikov in atomov, ki imajo različne lastnosti [19, 20]. V rafineriji poteka čiščenje, ločevanje naftnih sestavin ter predelava nafte. Temeljni postopek je destilacija. Da bi nafto kar najbolje uporabili, jo je potrebno ločiti na skupine spojin s približno enako dolgimi verigami ogljikovih atomov. Ta postopek imenujemo frakcionirana destilacija. Nafto segrevajo v napravi, ki jo imenujemo destilacijska kolona. Temperatura narašča po koloni od zgoraj navzdol od temperature 120 °C do 360 °C. Ogljikovodiki v nafti imajo vrelišča pri različnih temperaturah in se pri segrevanju uparijo. Vzdolž kolone so odprtine, skozi katere prehajajo utekočinjene pare posameznih sestavin. Produkti atmosferske destilacije so:

- plinske frakcije (temperatura < 150 °C); - bencin (≈ 150 °C); - kerozin (≈ 200 °C); - dizelsko gorivo (≈ 300 °C); - kurilno olje (≈ 370 °C); - ostanek (> 400 °C), npr. olja, parafin, asfalt.

Nadaljnje rafiniranje ostanka z vakuumsko destilacijo daje zmes alkanov C26 - C28, ki jih ločijo z ekstrakcijo te zmesi z nižjimi alkani v mazalna olja in parafin. Delež bencina, ki ga dobimo z destilacijo, je nizek in znaša od 15 do 30 % [19, 20]. Na sliki 4 je prikazana frakcionirana destilacija nafte.

Slika 4: Frakcionirana destilacija nafte [21]


12

V naftnih skladiščih se skladiščijo različne vrste goriv. Delijo se na bela goriva in na specialne bencine in aromate. Med bela goriva spadajo motorni bencin (motorni bencin 95 oktanov in motorni bencin 98 oktanov) ter srednji destilati (dizelsko gorivo, kurilno olje, industrijski svetilni petrolej in biodizel B5). Neosvinčen motorni bencin (NMB)

- vrelišče 30 - 210 °C,

je gorivo za bencinske motorje. Kemično je neosvinčeni motorni bencin mešanica ogljikovodikov (večinoma alifatskih približno od C4 - C12). NMB - 95 je bistra svetla tekočina brez barve do rumene barve pri sobni temperaturi, ostrega vonja, v vodi netopna. Lastnosti:

- gostota 0,7 kg/l, - točka samovžiga nad 200 °C, - plamenišče goriva pod - 40 °C; zelo lahko vnetljiva snov, ki je dražljiva ter zdravju

škodljiva in okolju nevarna. Hlapi so težji od zraka. Dizelsko gorivo

- vrelišče 160 - 385 °C,

je kemijska zmes ogljikovodikov (večinoma alifatskih približno od C10 naprej) oz. destilacijska frakcija nafte z ustrezno nizko vsebnostjo parafina. Je tekočina rumene barve pri sobni temperaturi, značilnega vonja. Lastnosti:

- gostota 0,82 - 0,86 kg/l (z vodo se ne meša), - točka tečenja (prehod iz poltrde v tekočo fazo) pod 0 °C, - plamenišče nad 55 °C (je slabše vnetljiva snov).

Kurilno olje ekstra lahko

- je tekočina rdeče barve oz. rdečkaste barve pri sobni temperaturi,

je gorivo za peči, v kemijskem in varnostnem smislu gre za enako snov, kot je dizelsko oz. snov z enakimi lastnosti (razlika je v vsebnosti parafina in v obarvanju). Obe snovi spadata v skupino srednjih naftnih destilatov glede na temperaturo destilacije. Lastnosti:

- točka tečenja (prehod iz poltrde v tekočo fazo) je pod - 9 °C [22]. Naftni derivati se skladiščijo v podzemnih in nadzemnih rezervoarjih. Volumni rezervoarjev lahko znašajo od 1000 m3 do 30 000 m3 in več. Za prečrpavanje se uporabljajo prečrpališča za goriva, ki so pripeljana z avtocisternami ali z železniškimi cisternami ali preko cevovoda. Rezervoarji imajo praviloma lovilni bazen oz. zadrževalni sistem za prestrezanje nevarnih snovi. Lovilna posoda mora biti postavljena, da zajema tudi curek, ki bi lahko pri visokih cisternah iztekal čez stene lovilne posode. Skladiščne posode morajo biti opremljene z napravami, ki preprečujejo prepolnitev nad dopustno količino.


13

2.7 Opis nesreče v Buncefieldu 2005 [23] Velika razlitja naftnih derivatov se dogajajo tudi v sedanjem času kljub napredni tehnologiji in strogim varnostnim predpisom. Značilen primer je nesreča v Buncefieldu, Velika Britanija, leta 2005.

Skladišče Buncefield se nahaja pri mestu Hemel Hempstead, ki leži 36 km severno od Londona in je pred nesrečo veljalo za eno največjih naftnih skladišč od približno 1 200 skladišč v Veliki Britaniji. V skladišču je bilo shranjenih 273 000 m3 bencina, dizla, kerozina in letalskega goriva. Nesreča se je zgodila v nedeljo, 11. decembra 2005, v zgodnjih jutranjih urah. Na delovnem mestu je bilo malo zaposlenih. V nesreči je bilo poškodovanih 43 ljudi, nihče ni bil poškodovan zelo resno, smrtnih žrtev ni bilo. Delavci, ki so po službeni dolžnosti delali v skladišču, so preživeli. Ogenj je izbruhnil v vseh 20 rezervoarjih, od katerih je vsak vseboval okoli 11 360 m3 goriva.

Evakuirali so 2 000 ljudi in zaprli odsek avtoceste. Pri gašenju požara so porabili velike količine pene in vode. Takšnega požara nista doživeli ne Velika Britanija ne Evropa po drugi svetovni vojni. Na sliki 5 je prikazano skladišče pred nesrečo, na sliki 6 po nesreči, satelitski prikaz nesreče v Buncefieldu prikazuje slika 7.

Slika 5: Skladišče pred nesrečo [23]

Slika 6: Skladišče po nesreči [23]


14

2.7.1 Časovni potek nesreče Dne 10. 12. 2005 okrog 19:00 ure se je pričelo polnjenje rezervoarja 912 na zahodni strani skladišča z neosvinčenim gorivom iz južnega cevovoda s pretokom 550 m3/h. Okoli polnoči je bil terminal zaprt za prevoznike, takrat je bil tudi opravljen pregled zalog. Merilnik nivoja za rezervoar 912 je okrog tretje ure zjutraj zabeležil nespremenjeno meritev, kljub temu se je polnjenje rezervoarja 912 nadaljevalo z enakim pretokom. Izračuni so pokazali, da bi bilo polnjenje rezervoarja 912 končano okoli pete ure zjutraj. Vendar dokazi kažejo, da sistem za zaščito, ki naj bi samodejno zaprl ventil in preprečil dodatno polnjenje, ni deloval.

Zato se je okrog pete ure zjutraj gorivo začelo pretakati čez rob rezervoarja in teči po steni rezervoarja, zaradi česar je nastala bogata mešanica gorivo/zrak, ki se je zadrževala pri tleh lokacije. Posnetki nadzornih kamer so ob 5.30 pokazali 1 m visok oblak hlapov, ki je nastal ob izlivu goriva. Po 15 minutah je oblak hlapov segal 2 m visoko in uhajal z lokacije na vse smeri. Ob šesti uri se je zgodila prva eksplozija, sledile so ji ostale in ogenj je zajel več kot 20 velikih rezervoarjev. Glavna eksplozija se je sprožila na parkirišču, vir vžiga je bil predvidoma v prostoru generatorjev in črpalk.

Slika 7: Satelitski prikaz nesreče v Buncefieldu [24]


15

2.7.2 Opis rezervoarja 912, instrumentov in kontrolnega sistema Rezervoar 912, ki je prikazan na sliki 8, je bil opremljen z merilnimi napravami, ki so merile in spremljale nivo tekočine v rezervoarju.

Instrumenti so bili povezani s sistemom avtomatskega nadzora prostornine oz. nivoja tekočine (ATG, angl. Automatic Tank Gauging system) kot vsi ostali rezervoarji. Nivo tekočine v rezervoarju je bil nadziran iz kontrolne sobe z uporabo ATG sistema. Sistem ATG je vseboval veliko bazo podatkov, kjer so se beležile vrednosti nivoja, temperature, alarmov, pozicije ventilov in druge informacije. Rezervoar je imel tudi varnostno stikalo, ki je omogočalo upravljavcu vizualni in zvočni alarm v kontrolni sobi, ko je nivo tekočine v rezervoarju dosegel določeno maksimalno vrednost. Ta alarm je lahko zaprl tudi ventile na pomembnih vhodnih cevovodih. Namen stikala je, da opozori operaterja kontrolnega prostora preko utripajoče svetilke in zvočnega signala. Poleg tega je na zadnji stopnji varnostni alarm, ki pošlje signal iz kateregakoli prepolnega rezervoarja v kontrolni prostor. Ko slednji prejme alarmni signal iz skladišča, mora računalniški nadzorni sistem zapreti ustrezne ventile na cevovodih in v rezervoarjih na skladišču. Vsak rezervoar je imel tudi 8 oddušnih lukenj, ki so na vrhu rezervoarja. V rezervoarju se nahaja plavajoči krov, ki je iz lahke zlitine. Rezervoar pred nesrečo je prikazan na sliki 9.

Slika 8: Osnovna postavitev rezervoarja 912 [23]


16

2.7.3 Vzrok nesreče Preiskave navajajo, da je do nesreče prišlo zaradi prepolnitve rezervoarja 912 in poplavljanja neosvinčenega bencina. V rezervoar 912 je pritekal bencin iz cevovoda, ki je dobavljal gorivo tudi v drug rezervoar. Nadzorni izpisi so pokazali, da se je 7 min pred nesrečo prekinil dotok goriva v drug rezervoar, zato se je povečal vtok v rezervoar 912 na 890 m3/h. V času nesreče se ventil ni avtomatično izklopil. Pregled ventilov iz baze ATG kaže, da je bil rezervoar 912 povezan z enim od cevovodov v času nesreče. Tako se je rezervoar 912 polnil še po tretji uri zjutraj. Temperaturni zapisi so pokazali, da je bilo dotočeno gorivo toplejše kot gorivo v rezervoarju. Nekaj po tretji uri zjutraj se je dvignila temperatura v rezervoarju 912, kar je pomenilo pritok iz cevovoda v rezervoar. Po izračunih bi naj bil rezervoar 912 popolnoma poln ob 5:20, potem je gorivo začelo iztekati. Slika 10 kaže simulacijo odtekanja goriva iz rezervoarja 912 iz oddušnih lukenj na vrhu rezervoarja.

Slika 9: Rezervoar 912 pred nesrečo [23]

Slika 10: Simulacija pretoka goriva iz oddušnih lukenj na vrhu rezervoarja [23]


17

2.7.4 Eksplozije in odpravljanje posledic Glavna eksplozija se je zgodila ob 6:00 zjutraj, sledile so manjše eksplozije, verjetno zaradi notranjih eksplozij v rezervoarjih ali iztekanja goriv iz poškodovanih rezervoarjev in cevovodov. Znotraj kroga, velikega približno 80 000 m2, je bilo veliko število vžigov. Natančnega mesta oz. vzroka eksplozije ni bilo mogoče prepoznati zaradi uničenosti. Požar so začeli gasiti pri manjših in se nato pomikali proti večjim rezervoarjem. Pri gašenju so uporabljali ogromne črpalke, ki so črpale vodo iz 2,4 km oddaljenega rezervoarja. Na sliki 11 so prikazane cevi za gašenje, napeljane po cesti iz bližnje lagune. Del vode so črpali tudi iz bližnjega jezera. Gasilci so požar gasili z orjaško odejo iz gasilne pene. Ohranjali so vodno zaveso med skladiščem, ki je gorelo, in delom skladišča, ki ga ni zajel požar. V tem delu je bilo 7 neeksplodiranih rezervoarjev, ki naj bi vsebovali 15 milijonov litrov goriva. Pri gašenju so pomagala tudi letala, ki so na ogenj zlivala peno. Med gašenjem so zgradili začasno cesto, da so lahko prepeljali opremo.

Po štirih urah so intenzivnost gašenja zmanjšali. Ko so uspeli pogasiti še dva rezervoarja, je v že pogašenem rezervoarju začelo pokati, kar je predstavljalo novo nevarnost za vžig in eksplozijo, zaradi česar so zaprli cesto in odstranili gasilce. Gašenje se je nadaljevalo vse do 20:00 ure naslednjega dne. Z ognjem so se bojevali do 14. 12. 2005. Pri gašenju požara so porabili ogromne količine vode, kar je razvidno na sliki 12.

Slika 11: Cevi za gašenje napeljane po cesti iz Breakspear lagune [24]

Slika 12: Gašenje [24]


18

Črn oblak dima je segal do višine 2 700 m, možno pa ga je bilo videti po celi JV Angliji. Dim je vseboval majhne delce ogljikovodikov, ki so dražili pljuča, njihova toksičnost pa je bila zelo majhna. Zaradi tega ni obstajala nevarnost trajnih okvar zdravja. Posledice nesreče je odpravljala agencija za okolje skupaj z gasilci, reševalci in policijo.

Evakuirali so na stotine domov v okolici, ker so bile hiše v bližini nesreče tako poškodovane, da niso bile več primerne za bivanje. 2 000 ljudi je moralo najti začasna prebivališča. Kjer evakuacija ni bila potrebna, obstajala pa je možnost širitve dima, so pristojne organizacije svetovale prebivalcem, naj zaprejo vsa okna ter vrata in naj se ne zadržujejo zunaj stanovanj. Zaprli so tudi šole, knjižnice in ostale javne ustanove v radiju 16 km od mesta nesreče. Agencija za okolje je skupaj z gasilci in reševalci izdelala plan, ki je minimiziral verjetnost, da bi voda za gašenje odtekala v okolje. Glavna skrb so bile razlite tekočine, ki bi lahko onesnažile pitno vodo. Nekaj tekočine je ušlo v bližnjo reko, ampak so bile količine tako majhne, da onesnaženje ni imelo vpliva na življenje v njej. Vsa onesnažena voda, ki so jo uporabljali za gašenje, je bila odstranjena in varno shranjena v rezervoarjih po vsej državi. Skladišče se nahaja na ilovnatih tleh, tako je ilovica preprečevala pronicanje okolju nevarnih snovi v zemljo in v podtalnico. Slika 13 prikazuje obseg škode.

Slika 13: Obseg škode (označeno s črtkano črto) [23]


19

3 Metode dela Vsako večje razlitje v skladišču z naftnimi derivati lahko pod določenimi pogoji privede do resnih posledic, kar lahko ogroža varnost zaposlenih, domove, ljudi in okolje. Da bi lahko pripravili ukrepe za zaščito in reševanje, je potrebno oceniti posledice nesreč.

3.1 Metodologija za ocenjevanje posledic Uporabljena metodologija temelji na prepoznavanju scenarijev nesreč, ki se lahko zgodijo. Omenjene scenarije smo modelirali s pomočjo razpoložljivih podatkov. Dobljeni rezultati so opredeljeni skupaj z njihovimi vplivi na ljudi, stavbe in okolje. Pri metodah smo si pomagali in se zgledovali po literaturi [25].

3.1.1 Identifikacija nevarnosti in definiranje scenarijev Nevarnosti izvirajo iz nevarnih dejavnosti, ki se izvajajo v skladišču, vrste in količine nevarnih snovi v skladišču, fizikalnih in kemičnih lastnosti, kot so npr. vnetljivost, eksplozivnost in toksičnost. Vsi navedeni podatki morajo biti zajeti v varnostnem poročilu. Nevarne dejavnosti morajo prav tako biti opisane, kar zajema skladiščne dejavnosti nakladanja in razkladanja, transport in drugo. To nalogo opravi osebje obrata, kot npr. kemijski in varnostni inženirji. Za preprečitev tovrstnih nesreč in ustrezno ravnanje v primerih, ko se le-te zgodijo, imajo pomembno vlogo strokovnjaki, ki delavce motivirajo za uspešno delo. Pomembno je predvideti in zbrati možne scenarije nesreč v skladišču, ki jih je potrebno upoštevati tudi pri nadaljnji analizi. Naključni vzroki in zaporedje dogodkov, ki lahko privedejo do nevarnih izpustov, morajo biti identificirani skupaj z njihovimi posledicami. Pri tem so ključnega pomena izkušnje in znanje strokovnjakov. Obravnavani scenariji v diplomski nalogi so bili:

• nenadni izpust goriva; • iztekanje goriva iz avtocisterne; • iztekanje goriva iz vagonske cisterne; • prepolnitev rezervoarja; • zamrznitev vode v drenažnem ventilu.

3.1.2 Zbiranje podatkov Varnostno poročilo mora vsebovati podrobno opisane scenarije s številnimi podatki, potrebnimi za modeliranje. Sem spadajo številni tehnični podatki, ki jih zberejo tehnologi, ki najbolje poznajo situacijo in postopke v skladišču:

- zaloge goriva; - temperatura, tlak in sestava; - dimenzije in oblike rezervoarja; - dimenzije lukenj pri iztekanju; - višina izpusta in smer iztekanja; - dimenzije lovilnih bazenov; - varnostni sistem in drugi varnostni ukrepi.


20

Poleg vseh naštetih podatkov morajo biti zbrani tudi meteorološki podatki:

- temperatura

-

: temperatura zraka in površine tal, na katero se snov izlije, močno vpliva na rezultate modeliranje posledic, še posebej, če gre za izpuste tekočin in izhlapevanje iz nastalih luž; vlažnost

-

: povečana vlažnost zraka poveča vplive požara in zmanjša vplive zaradi eksplozij ali izpustov strupenih snovi; običajno se upošteva 70 % vlažnost zraka, smer in hitrost vetra ter stabilnost ozračja

: ti podatki so najpomembnejši dejavniki vremenskih pogojev. Hitrost vetra se meri na višini 10 m, stabilnost ozračja pa je povezana s turbulenco, kar pomeni da bo pri stabilnih pogojih mešanje izpuščene snovi z zrakom slabo, pri nestabilnih pogojih pa znatno. Glede na hitrost vetra in stabilnost ozračja razdelimo vremenske pogoje v Pasquill-ove razrede, ki jih prikazuje tabela 1.

Tabela 1: Pasquill-ovi razredi stabilnosti ozračja

Hitrost vetra (m/s) na

višini 10 m

Dnevni pogoji Nočni pogoji

Jasno Delno jasno Oblačno Jasno Oblačno

< 2 A A - B B

2 - 3 A - B B C E F

3 - 4 B B - C C D E

4 - 6 C C - D D D D

> 6 C D D D D

Razred A pomeni nestabilno atmosfero, razred D nevtralno in razred F stabilno atmosfero. Potrebni so še demografski podatki o prebivalstvu na območju, ki bi lahko bilo prizadeto, še posebej šole, bolnišnice, domovi itd.

3.1.3 Modeliranje scenarijev Ko imamo zbrane ustrezne podatke, definiramo modele, s katerimi opišemo, kako snov izhaja iz procesa. Z modeli opišemo agregatno stanje izpusta, pretok izpusta in končno maso izpuščene snovi ter posledice izpustov.

Poznamo več modelov za:

- modeliranje iztekanja snovi iz sistema; - modeliranje disperzije snovi; - modeliranje požarov; - modeliranje eksplozij.

Pred vsakim modeliranjem izbranega scenarija morajo biti definirani referenčni pogoji, s katerimi se primerjajo izračuni posledic.


21

Referenčni pogoji so:

- primerjalne (referenčne) koncentracije za strupene in zdravju škodljive snovi; - primerjalne ravni toplotnih obremenitev pri požarih; - primerjalne ravni nadtlakov pri eksplozijah.

V diplomski nalogi smo modelirali posledice z računalniškim programom Phast na podlagi predpostavljenih podatkov. Modelirali smo scenarije, ki lahko privedejo do resne nevarnosti za ljudi in okolje.

3.1.4 Izidi scenarijev in ocena vplivov Možni izidi scenarijev nesreč so rezultati uporabljenih modelov. Rezultati modeliranja so odvisni od pogojev izpustov, kot so temperatura, prisotnost vira vžiga, trajanje in hitrost izpusta, vremenske razmere in drugo. Pravilna interpretacija rezultatov zahteva dobro usposobljene in strokovne ljudi. Za ocenitev možnih posledic večjih nesreč, moramo najprej analizirati razvoj samega dogodka in pri tem upoštevati vrsto in velikost posledic, ki dajejo značaj nesreče. Tipični izidi izpustov vnetljivih, eksplozivnih in toksičnih snovi so:

- goreča luža (angl. pool fire); prične se z vžigom tekoče snovi, ki je nakopičena v bazenu, katerega oblika je odvisna od okolja;

- goreči curek (angl. jet fire); pojavi se, ko se sprosti vnetljiva tekočina ali plin; zaradi tlaka, pride do gorenja curka, če se izpuščena snov takoj vžge;

- eksplozija parnega oblaka (VCE, ang. Vapour Cloud Explosion) se začne s hitrim izpustom vnetljive tekočine ali plina iz skladišča ali transportnih cistern;

- požar nastane, ko v zrak izpuščena gorljiva snov tvori parne oblake, ki se vžgejo brez eksplozije;

- eksplozija hlapov vrele tekočine (BLEVE, angl. Boiling Liquid Expanding Vapour Exsplosion) nastane zaradi nenadne porušitve tlačne posode, ki vsebuje pregreto tekočino ali utekočinjen plin;

- izpust strupenih snovi v obliki strupenih oblakov, ki potujejo z vetrom.

Zgoraj opisani izidi imajo velik vpliv na ljudi in okolico predvsem zaradi toplotnega sevanja, tlaka in toksične izpostavljenosti. Za oceno vpliva na ljudi so posledice izražene kot poškodbe ali smrt, medtem ko so poškodbe na zgradbah in objektih lahko opisane z nivojem škode ali kot denarna izguba. Ocenitev vpliva na okolje je bolj zapletena. V praksi se za ocenjevanje posledic nesreč običajno uporabljajo nizi zaključkov, ki so podani glede ravni toplotnega sevanja, nadtlaka ali koncentracije strupenih snovi, ki povzročijo posledice oz. posebne učinke na ljudeh. Vpliv oz. učinek se izračuna kot radialna razdalja od vira, v katerem so vrednosti toplotnega sevanja, nadtlaka ali koncentracije strupenih snovi višje od določenih vrednosti. Ozemlje zunaj tega območja se potem določi kot varno območje. [25].


22

Nekatere referenčne vrednosti za ocenitev vplivov so:

- Vpliv toplotnega sevanja

Za scenarije, kjer je prisoten požar, nas najbolj zanima gostota toplotnega toka, ki je podana v kW/m2. Podatki kažejo, da lahko pričakujemo določene posledice pri ustreznih vrednostih toplotnih obremenitev, ki so podane v tabeli 2.

Tabela 2: Referenčne vrednosti toplotne obremenitve

Gostota toplotnega toka (kW/m2) Posledice

37,5 Zadošča za poškodovanje procesne opreme

25 Minimalna energija potrebna za vžig lesa pri dolgi izpostavljenosti (brez inicialnega plamena)

12,5 Minimalna energija potrebna za vžig lesa z inicialnim plamenom, taljenje plastike itd.

4,5 Zadošča za opekline, če v 20 sekundah ni zaščite; pojav mehurjev na koži

Razdalja, pri kateri gostota toplotnega toka pade pod 4 kW/m2, se običajno upošteva kot cilj za ocenjevanje posledic oz. "varna razdalja".

- Učinki eksplozije

Ena od glavnih posledic eksplozij je nastanek hitro gibajočega se udarnega vala. Takšen val lahko ustvari nadtlake, ki lahko poškodujejo ljudi, opremo in stavbe. Pri oceni posledic je potrebno upoštevati tri ravni nadtlaka, ki povzročajo določeno škodo na zgradbah in objektih. Referenčne vrednosti za poškodbe zgradb zaradi nadtlaka pri eksploziji so prikazane v tabeli 3.

Tabela 3: Referenčne vrednosti nadtlaka

Referenčne vrednosti nadtlaka (kPa) Posledice - učinki na zgradbe

20,7

Poškodovane/iz temeljev izruvane jeklene konstrukcije; pretrganje skladiščnih rezervoarjev; oprema težja od 1,5 t utrpi malo škode.

13,8 Delno porušenje sten in streh v zgradbah.

2,07 Varna razdalja, 10 % zlomljenih okenskih stekel.

Referenčne vrednosti, omenjene v tabeli, se uporabljajo kot privzete vrednosti programa Phast.


23

- Učinki toksičnosti

Obstajajo različna merila za ocenjevanje posledic toksičnih snovi na ljudi, kot so: ERPG (angl. Emergency Response Planning Guidelines - navodila za načrtovanje ukrepov v sili), AEGL (angl. Acute Exposure Guideline Levels - stopnja akutne izpostavljenosti), IDLH (angl. Immediately Dangerous to Life or Health - takojšnja nevarnost za življenje in zdravje) itd. Vrednosti ERPG so koncentracije strupenih oziroma zdravju škodljive snovi v zraku, pri katerih je lahko posameznik izpostavljen za čas vsaj ene ure brez določenih posledic. Poznamo tri različne vrednosti ERPG, ki so definirane glede na posledice:

- ERPG - 1: predstavlja najvišjo koncentracijo določene snovi v zraku, pod katero skoraj vsi posamezniki, ki bi bili izpostavljeni do ene ure, ne bi imeli nobenih simptomov razen blagih reverzibilnih učinkov ali občutili zaznaven vonj;

- ERPG - 2: predstavlja najvišjo koncentracijo določene snovi v zraku, pod katero skoraj vsi posamezniki, ki bi bili izpostavljeni do ene ure, ne bi imeli nepopravljivih posledic za svoje zdravje ali drugih simptomov, ki bi preprečili njihovo sposobnost, da se sami zaščitijo;

- ERPG - 3: predstavlja najvišjo koncentracijo določene snovi v zraku, pod katero skoraj vsi posamezniki, ki bi bili izpostavljeni do ene ure, ne bi bili življenjsko ogroženi.

ERPG največkrat podajamo kot volumske koncentracije (ml/m3 oz. ppm) ali pa kot masne koncentracije (mg/m3). Z oddaljevanjem izvora se koncentracije snovi manjšajo, zato se vrednosti ERPG - 3 do ERPG - 1 zmanjšujejo.

3.2 Računalniški program Phast Računalniški program Phast se uporablja za modeliranje posledic najbolj pogostih tipov večjih nesreč. Omogoča simulacijo nevarnih dogodkov, kamor spadajo izpusti, požari, eksplozije, redčenje, posledice izpustov strupenih snovi in izhlapevanje razlitih snovi v lužah. Slika 14 prikazuje okno z meniji programa Phast.

Slika 14: Računalniški program Phast


24

V program najprej vstavimo podatke, s katerimi opišemo in definiramo želen primer oz. scenarij:

- na začetku si izberemo obravnavano snov (v našem primeru je to gorivo) in pogoje (temperatura, tlak, stanje: plinasto, tekoče), pri katerih želimo izvajati izračune;

- glede na scenarij, do katerega lahko pride, izberemo model v programu, npr. puščanje cevi, prelom varnostnega ventila ali drugo,

- izberemo, ali bi se dogodek zgodil na prostem ali v notranjosti zgradbe, - če pride do puščanja cevi oz. posode, moramo podati premer cevi, velikost luknje,

dimenzije posode, višino izpusta nad tlemi, postavitev posode (horizontalna ali vertikalna).

Ker vremenski pogoji vplivajo na posledice nevarnega dogodka, smo v programu PHAST izbrali oz. določili:

- hitrost vetra; - razred stabilnosti atmosfere; - temperaturo in vlažnost zraka.

Ko definiramo vse vhodne podatke, zaženemo program, ki prikaže rezultate. Rezultati so prikazani v obliki tabel in grafov [26].


25

4 DEFINIRANJE SCENARIJEV IN MODELIRANJE POSLEDIC

4.1 Definiranje snovi in vremenskih pogojev Za modeliranje posledic smo uporabljali gorivo, ki smo ga definirali kot zmes naslednjih spojin z navedenimi masnimi deleži:

• n-oktan (CAS: 111-65-9) 17 %, • n-pentan (CAS: 109-66-0) 17 %, • n-dekan (CAS: 124-18-5) 16 %, • n-dodekan (CAS: 112-40-3) 16 %.

Program je izračunal spodnjo in zgornjo mejo vnetljivosti za zmes spojin 0,8 % in 6 % v/v. Vremenski pogoji, ki smo jih uporabljali pri modeliranju, so prikazani v tabeli 4.

Tabela 4: Vremenski pogoji, uporabljeni pri modeliranju

Temperatura (°C)

Hitrost vetra (m/s)

Pasquill-ovi razredi stabilnosti ozračja

Relativna vlažnost (%)

zima 2 1,5 F 70 pomlad 13 3 C 75 poletje 28 3 D 80

4.2 Definiranje scenarijev V tem poglavju smo definirali več scenarijev, ki se lahko zgodijo pri skladiščenju naftnih derivatov.

4.2.1 Nenadni izpust iz rezervoarja Nenadni izpust goriva iz rezervoarja je pesimističen, malo verjeten scenarij s hudimi posledicami. Do nenadnega izpusta bi lahko prišlo zaradi hude poškodbe rezervoarja, povzročene npr. s sabotažo, potresom, strelo ipd. Za tovrstne scenarije je značilna predpostavka, da bi vsa snov iztekla iz rezervoarja v zelo kratkem času. Zaradi tega lahko pride do eksplozije vsebine v notranjosti rezervoarja z rušilnim učinkom na sosednje objekte. Podatki, ki smo jih uporabili pri modeliranju, so:

- material: gorivo - agregatno stanje: tekoče - masa: 1122 t in 5047 t - volumen rezervoarja: 1600 m3 in 7200 m3 - višina nivoja tekočine: 10 m - površina lovilne posode: 10 000 m2 - višina lovilne posode: 1 m

Vrsta modela v programu Phast: nenadni izpust celotne količine (catastrophic rupture).


26

4.2.2 Prepolnitev rezervoarja Do prepolnitve rezervoarja lahko pride zaradi okvare alarmov in merilcev nivoja, netesnosti ventilov ali odpovedi varnostnih ukrepov. Ob prepolnitvi izteka gorivo z vrha rezervoarja, polzi ob stenah, brizga preko ovir na stenah rezervoarja, zaradi česar se ustvari izdaten oblak hlapov oz. aerosola. Tekočo fazo sicer zadrži lovilni bazen, hlapi oz. aerosol pa lahko eksplodirajo. Za dobro vzdrževane rezervoarje so potrebni redni inšpekcijski pregledi tehnološke opreme, plašča, temeljev in notranjosti rezervoarja. S pregledi se odkrivajo kritična mesta, ki se označijo in pripravijo za sanacijo. S tem se zmanjšuje možnost puščanja ali razlitja skladiščnega medija. Vsi rezervoarji morajo imeti vgrajena varovala pred prepolnitvijo. Podatki za modeliranje so:

- material: gorivo - agregatno stanje: tekoče - masa goriva: 5000 t - pretok: 26 kg/s - hitrost iztekanja: 2 m/s - čas iztekanja: 1 h - smer iztekanja: pod kotom 45° - površina lovilne posode: 10 000 m2 - višina lovilne posode: 1 m - lokacija od tal do točke iztekanja: 15 m

Vrsta modela v programu Phast: uhajanje (leak).

4.2.3 Iztekanje iz avtocisterne Do iztekanja iz avtocisterne lahko pride zaradi poškodbe polnilne roke, preko katere poteka polnjenje avtocisterne. Zato so na skladiščnih rezervoarjih in avtocisternah nameščeni protilomni ventili, ki ob povečanem pretoku zaprejo dotok tekočine. Podatki, ki smo jih uporabili pri modeliranju, so:

- material: gorivo - agregatno stanje: tekoče - masa: 21 t - volumen cisterne: 30 m3 - dolžina cisterne: 12 m - premer cisterne: 2,2 m - dolžina cevi (od cisterne do točke iztekanja): 0,5 m - premer cevi: 100 mm - višina iztekanja od tal: 0 m - smer iztekanja: pod kotom: 45° - višina od tal do točke iztekanja: 0,8 m

Vrsta modela v programu Phast: prelom cevi (line rupture).


27

4.2.4 Iztekanje iz vagonske cisterne Pri vagonskih cisternah se cisterne preklopijo na pretakališče na eno izmed prečrpovalnih postaj. Prečrpavanje poteka preko kompresorja, plinska postaja je priklopljena na vrh cisterne, tekoča pa izteka spodaj. Plinska in tekoča stran sta neposredno povezani s cisterno s prečrpovalnim sistemom s pomočjo gibkih cevi, preostali del cevovoda je v večjem delu podzemen. Nameščeni so protilomni ventili na sosednjih prečrpovalnih sistemih, ki omogočajo preprečevanje izliva. V času praznjenja je protilomni ventil blokiran v odprtem položaju, to pomeni da celotna vsebina lahko izteče v primeru poškodbe/pretrganja cevi. Do tega bi lahko prišlo na primer, če bi se cisterna med praznjenjem premaknila. Pri modeliranju izpusta iz vagonske cisterne, smo uporabili naslednje podatke:

- material: gorivo - agregatno stanje: tekoče - masa: 48 t - volumen cisterne: 68,48 m3, - dolžina cisterne: 13 m, - premer cisterne: 2,6 m, - dolžina cevi: 1 m, - premer cevi: 100 mm, - višina iztekanja od tal: 0 m - smer iztekanja: pod kotom 45° - višina od tal do točke iztekanja: 1,1 m - višina lovilne posode: 0 m - površina lovilne posode: 200 m2

Vrsta modela v programu Phast: prelom cevi (line rupture).

4.2.5 Zamrznitev vode v drenažnem ventilu Na dnu rezervoarja z gorivom se zbira voda, ki jo občasno spuščajo iz rezervoarja skozi drenažni ventil. Ventil se odpre z vrtenjem vijaka ali ročice, nekateri ventili za izpust se samodejno odprejo, ko je dosežen nastavljen tlak in temperatura. Če voda v tem ventilu zmrzne, se ventil zlomi in voda začne iztekati skupaj z gorivom, kar lahko privede do požara. Podatki za modeliranje so:

- material: gorivo - agregatno stanje: tekoče - masa: 1155 t - volumen: 1600 m3 - premer rezervoarja: 18 m - višina rezervoarja: 9 m - iztekanje nad tlemi: 1 m - višina lovilne posode: 1 m - površina lovilne posode: 10 000 m2 - premer odprtine na ventilu: 30 mm

Vrsta modela v programu Phast: uhajanje (leak).


28

5 DISKUSIJA IN REZULTATI MODELIRANJA

5.1 Rezultati Dobljeni rezultati pri modeliranju scenarijev so prikazani v tabelah.

5.1.1 Nenadni izpust za volumen 1600 m3 Tabela 5 prikazuje rezultate, pridobljene pri modeliranju nenadnega izpusta iz rezervoarja prostornine 1600 m3.

Tabela 5: Nenadni izpust za volumen 1600 m3

Enota

VREMENSKI POGOJI Zima Pomlad Poletje

Masa tekočine t 1155 1141 1122 Razdalja do zgornje meje vnetljivosti 6 % v/v

m 29,47 43,51 106,81

Razdalja do spodnje meje vnetljivosti 0,8 % v/v

m 260,52 297,39 395,62

Razdalja do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v

m 363,33 409,01 515,65

Goreča luža, gostota toplotnega toka 4 kW/m2

m 136,86 150,39 145,40

Goreča luža, gostota toplotnega toka 12,5 kW/m2

m 61,80 61,79 62,31


m / / /

Pozna eksplozija plinskega oblaka, nadtlak 2,068 kPa

m 937,19 1038,72 1288,78


m 477,70 511,31 664,99


m 448,77 476,93 623,23

Izpis rezultatov programa Phast je priložen v prilogi 8.1.


29

Na sliki 15 je prikazana največja koncentracija hlapov goriva pri nenadnem izpustu iz rezervoarja volumna 1600 m3 za vremenske pogoje - poletje, temperatura je bila 28 °C.

Na sliki 16 je prikazana gostota toplotnega toka goreče luže za 4 kW/m2 in 12,5 kW/m2, za vremenske pogoje - poletje.

Slika 16: Gostota toplotnega toka goreče luže za volumen 1600 m3 (poletje)

Slika 15: Največja koncentracija izpusta za volumen 1600 m3 (poletje)


30

Na sliki 17 je prikazana pozna eksplozija plinskega oblaka, za vremenske pogoje - poletje.

5.1.2 Nenadni izpust za volumen 7200 m3

Pri modeliranju nenadnega izpusta iz rezervoarja volumna 7200 m3 smo dobili rezultate, ki so prikazani v tabeli 6.

Tabela 6: Nenadni izpust za volumen 7200 m3

Enota

VREMENSKI POGOJI Zima Pomlad Poletje

Masa tekočine t 5196 5134 5047 Razdalja do zgornje meje vnetljivosti 6 % v/v m 50,93 73,42 181,82 Razdalja do spodnje meje vnetljivosti 0,8 % v/v m 437,26 520,13 690,66 Razdalja do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v

m 610,37 687,26 885,05

Goreča luža, gostota toplotnega toka 4 kW/m2 m 142,87 154,69 151,49 Goreča luža, gostota toplotnega toka 12,5 kW/m2

m 67,81 66,09 68,40


m / / /


m 1567,64 1755,63 2155,92


m 789,63 876,18 1141,09


m 745,17 823,67 1073,18

Slika 17: Pozna eksplozija plinskega oblaka za volumen 1600 m3 (poletje)


31

Na sliki 18 je prikazana največja koncentracija izpusta goriva za volumen rezervoarja 7200 m3, za vremenske pogoje - poletje.

Na sliki 19 je prikazana gostota toplotnega toka goreče luže za 4 kW/m2 in 12,5 kW/m2, za vremenske pogoje - poletje.

Slika 19: Gostota toplotnega toka goreče luže za volumen 7200 m3 (poletje)

Slika 18: Največja koncentracija izpusta za volumen 7200 m3 (poletje)


32

Na sliki 20 je prikazana pozna eksplozija plinskega oblaka, za vremenske pogoje - poletje.

Slika 20: Pozna eksplozija plinskega oblaka za volumen 7200 m3 (poletje)


33

5.1.3 Iztekanje iz avtocisterne V tabeli 7 so prikazani rezultati, pridobljeni pri modeliranju scenarija iztekanja iz avtocisterne.

Tabela 7: Iztekanje iz avtocisterne

Enota

VREMENSKI POGOJI

Zima Pomlad Poletje

Masni pretok iztekle tekočine kg/s 9,43 12,36 11,5

Čas iztekanja s 2488 1638 1859

Razdalja do zgornje meje vnetljivosti 6 % v/v m 36,45 20,60 22,42

Razdalja do spodnje meje vnetljivosti 0,8 % v/v m 42,65 67,51 72,91


m 123,04 97,86 107,16

Goreči curek, gostota toplotnega toka 4 kW/m2 m 13,19 34,46 39,10

Goreči curek, gostota toplotnega toka 12,5 kW/m2 m 7,87 21,97 24,90

Goreči curek, gostota toplotnega toka 37,5 kW/m2 m / 14,06 15,90

Goreča luža, takojšen vžig, gostota toplotnega toka 4 kW/m2

m 32,24 36,43 34,90

Goreča luža, takojšen vžig, gostota toplotnega toka 12,5 kW/m2

m 17,38 20,79 19,70


m 7,27 8,04 7,40

Goreča luža, zakasneli vžig, gostota toplotnega toka 4 kW/m2

m 88,05 80,80 77,10

Goreča luža, zakasneli vžig, gostota toplotnega toka 12,5 kW/m2

m 35,78 32,32 22,80


m / / /


m 387,70 258,49 284,08


m 191,50 138,81 152,85


m 176,00 129,35 142,48


34

Na sliki 21 je prikazana največja koncentracija pri iztekanju iz avtocisterne za vremenske pogoje - zima. Pri iztekanju iz avtocisterne smo prikazali gostoto toplotnega toka na sliki 22 za goreč curek.

Slika 21: Največja koncentracija pri iztekanju iz avtocisterne (zima)

Slika 22: Gostota toplotnega toka za goreči curek pri iztekanju iz avtocisterne (zima)


35

Slika 23 prikazuje gostota toplotnega toka za gorečo lužo takojšen vžig.

Na sliki 24 je prikazana pozna eksplozija plinskega oblaka pri iztekanju iz avtocisterne.

Slika 23: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo - takojšen vžig pri iztekanju iz avtocisterne (zima)

Slika 24: Pozna eksplozija plinskega oblaka pri iztekanju iz avtocisterne (zima)


36

5.1.4 Iztekanje iz vagonske cisterne Modeliranje je bilo opravljeno za iztekanje iz vagonske cisterne. Rezultati, ki smo jih dobili pri modeliranju, so prikazani v tabeli 8.

Tabela 8: Iztekanje iz avtocisterne

Enota

VREMENSKI POGJI

Zima Pomlad

Poletje

Masni pretok iztekle tekočine kg/s 16,22 16,08 14,51

Čas iztekanja s 2793 2817 3376




m 39,10 47,60 59,09



Goreči curek, gostota toplotnega toka 37,5 kW/m2 m / 16,09 18,36


m 37,63 37,72 37,69


m 18,33 21,04 19,62


m 9,80 9,43 8,50


m 38,85 42,56 42,75


m 18,26 20,73 19,37


m 10,38 10,43 10,24


m 125,89 123,64 154,53


m 61,50 66,84 83,73


m 56,41 62,35 78,14


37

Pri iztekanju iz vagonske cisterne smo prikazali največjo koncentracijo za vremenske pogoje - poletje, pri temperaturi 28 °C (slika 25). Prikazali smo tudi gostoto toplotnega toka za goreči curek pri iztekanju iz vagonske cisterne (slika 26).

Slika 25: Največja koncentracija pri iztekanju iz vagonske cisterne (poletje)

Slika 26: Gostota toplotnega toka za goreči curek pri iztekanju iz vagonske cisterne (poletje)


38

Slika 27 prikazuje območja vpliva za pozno eksplozijo plinskega oblaka pri iztekanju iz vagonske cisterne.

Slika 27: Pozna eksplozija plinskega oblaka za iztekanje iz vagonske cisterne (poletje)


39

5.1.5 Prepolnitev rezervoarja Pri modeliranju scenarija prepolnitev rezervoarja smo dobili rezultate, ki so prikazani v tabeli 9.

Tabela 9: Prepolnitev rezervoarja

Enota

VREMENSKI POGOJI

Zima Pomlad Poletje




m 240,62 165,36 181,05



Goreči curek, gostota toplotnega toka 37,5 kW/m2 m / / /


m 41,82 46,50 44,51


m 20,67 26,43 24,97


m / 15,36 14,18


m 135,92 124,75 104,37


m 60,87 51,41 43,18


m / / /


m 748,86 355,02 413,17


m 371,76 214,20 241,11


m 341,95 203,07 227,51


40

Scenarij prepolnitve rezervoarja grafično prikazujemo za vremenske pogoje - zimo, pri temperaturi 2 °C. Slika 28 prikazuje največjo koncentracijo pri prepolnitvi rezervoarja. Slika 29 prikazuje gostoto toplotnega toka za goreč curek.

Slika 28: Največja koncentracija pri prepolnitvi rezervoarja (zima)

Slika 29: Gostota toplotnega toka za goreč curek pri prepolnitvi rezervoarja (zima)


41

Slika 30 prikazuje gostoto toplotnega toka za gorečo lužo (takojšen vžig) pri prepolnitvi rezervoarja. Slika 31 prikazuje gorečo lužo (zakasneli vžig) pri prepolnitvi rezervoarja.

Slika 30: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (takojšen vžig) pri prepolnitvi rezervoarja (zima)

Slika 31: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (zakasneli vžig) pri prepolnitvi rezervoarja (zima)


42

5.1.6 Zamrznitev vode v drenažnem ventilu - zima Rezultati pri modeliranju scenarija zamrznitev vode v drenažnem ventilu so prikazani v tabeli 10.

Tabela 10: Zamrznitev vode v drenažnem ventilu - zima

Enota

VREMENSKI POGOJI

Zima

Masni pretok iztekle tekočine kg/s 3,65

Čas iztekanja s 3600

Razdalja do zgornje meje vnetljivosti 6 % v/v m 18,04

Razdalja do spodnje meje vnetljivosti 0,8 % v/v m 72,48


m 93,10

Goreči curek, gostota toplotnega toka 4 kW/m2 m 23,64

Goreči curek, gostota toplotnega toka 12,5 kW/m2 m 22,42

Goreči curek, gostota toplotnega toka 37,5 kW/m2 m /


m 26,75


m 17,67


m 9,29


m 66,41


m 27,31


m /


m 285,28


m 142,79


m 131,52


43

Slika 32 prikazuje največjo koncentracijo pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu. Slika 33 prikazuje gostoto toplotnega toka za goreči curek v odvisnosti od razdalje pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu.

Slika 32: Največja koncentracija pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu

Slika 33: Gostota toplotnega toka pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu


44

Gostoto toplotnega toka za gorečo lužo takojšen vžig prikazuje slika 34, za zakasneli vžig pa slika 35.

Slika 34: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (takojšen vžig) pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu

Slika 35: Gostota toplotnega toka za gorečo lužo (zakasneli vžig) pri zamrznitvi vode v drenažnem ventilu


45

5.2 Diskusija Nenadni izpust za volumen rezervoarja 1600 m3 Pri nenadnem izpustu goriva iz rezervoarja so možni izidi: nastanek eksplozivnega območja, goreča luža in eksplozija hlapov. Pri tem scenariju bi se hlapi goriva v zraku v smeri z vetrom razredčili do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v na razdalji 363 m pozimi in 516 m poleti. Toplotno sevanje goreče luže, do katere pride ob vžigu razlitega bencina, bi doseglo raven 4 kW/m2 na razdalji 137 m pozimi in 145 m poleti. Pozna eksplozija parnega oblaka doseže nadtlak 2,068 kPa na razdalji 937 m pozimi in 1289 m poleti. Iz podatkov, ki smo jih dobili pri modeliranju, je razvidno, da bi bila poleti vplivna območja večja kot pozimi, če se zgodi nenadni izpust iz rezervoarja. Pri pomladnih razmerah so velikosti vplivnih območjih med zimskimi in poletnimi. Nenadni izpust za volumen rezervoarja 7200 m3

Iz rezultatov lahko razberemo razdaljo do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v pri 610 m pozimi in 885 m poleti, pomladi dobimo vmesni rezultat. Pri goreči luži bi toplotno sevanje doseglo raven 4 kW/m2 na razdalji 143 m pozimi, 151 m poleti in 154 m pomladi. Ob eksploziji hlapov bi bilo vplivno območje velikosti od 1,57 km pozimi do 2,15 km poleti. Hujše poškodbe zgradb bi pričakovali v radiu okoli 1 km. Primerjava rezultatov nenadnega izpusta iz 1600 m3 in 7200 m3 rezervoarja kaže, da je območje vnetljivosti in vplivno območje eksplozije bistveno večje v primeru izpusta iz večjega rezervoarja, medtem ko sta vplivni območji goreče luže primerljive velikosti. Iztekanje iz avtocisterne Možni izidi pri iztekanju iz avtocisterne so: nastanek eksplozivnega območja, goreči curek, goreča luža (takojšen ali zakasneli vžig) in eksplozija hlapov. Gorivo bi izteklo iz cisterne pozimi v 41 min, poleti v 31 min in pomladi v 27 min. Povprečni masni pretok iztekajočega goriva bi znašal med 9,4 kg/s in 12,4 kg/s. Razdalja do polovične spodnje eksplozijske koncentracije 0,4 % v/v bi znašala 123 m pozimi, 107 m poleti in 98 m pomladi. Očitno bi bilo največje eksplozijsko območje doseženo pozimi, najmanjše pomladi. Goreči curek bi ob razlitju goriva dosegel raven 4 kW/m2 na razdalji 13 m pozimi in 39 m poleti, goreča luža (zakasneli vžig) pa na razdalji 88 m pozimi in 77 m poleti. Pozna eksplozija parnega oblaka doseže nadtlak 2,068 kPa na razdalji 388 m pozimi, 258 m pomladi in 284 m poleti. Iztekanje iz vagonske cisterne Iz rezultatov je razvidno, da lahko pri iztekanju iz vagonske cisterne pričakujemo pretok goriva glede na vremenske pogoje med 14,51 kg/s in 16,22 kg/s, cisterna bi se izpraznila v 56 min oz. 46 min. Ob tem bi bili možni izidi enaki kot pri iztekanju iz avtocisterne. Razdalja do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v bi znašala 39 m pozimi in 59 m poleti. Vplivno območje gorečega curka bi bilo med 19 m pozimi in 47 m poleti. Toplotno sevanje goreče luže bi ob takojšnjem in zakasnelem vžigu bencina doseglo raven 4 kW/m2

na razdalji med 38 m in 42 m v vseh vremenskih pogojih. Pozna eksplozija parnega oblaka doseže nadtlak 2,068 kPa na razdalji 126 m pozimi in 155 m poleti.


46

Prepolnitev rezervoarja Hlapi goriva v zraku bi se z vetrom razredčili do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v na razdalji 240 m pozimi, 181 m poleti in 165 m pomladi. Toplotno sevanje gorečega curka bi doseglo raven 4 kW/m2 na razdalji 85 m pozimi, 107 m pomladi in 102 m poleti. Goreča luža pri tem scenariju ima lahko takojšen ali zakasneli vžig. Pri takojšnem vžigu bi bilo vplivno območje na razdalji med 42 m in 46 m, pri zakasnelem vžigu pa na razdalji med 104 m in 136 m. Pozna eksplozija plinskega oblaka bi imela vplivno območje od 413 m poleti do 749 m pozimi. Zamrznitev vode v drenažnem ventilu - zima V primeru zloma drenažnega ventila zaradi zamrznitve bi povprečni masni pretok iztekajočega goriva znašal 3,65 kg/s, čas iztekanja smo predpostavili 1 h. Razdalja do polovice spodnje meje vnetljivosti 0,4 % v/v bi bila dosežena na razdalji 93 m. Toplotno sevanje gorečega curka bi doseglo raven 4 kW/m2 na razdalji 24 m, goreče luže ob takojšnjem vžigu 27 m, goreče luže z zakasnelim vžigom pa na 66 m. Eksplozija hlapov bi povzročila vplivno območje nadtlaka do razdalje 285 m. Primerjavo vplivnih območij za obravnavane vremenske pogoje prikazujejo slike od 36 do 40.

Slika 36: Območje do polovične spodnje meje vnetljivosti (0,4 % v/v)

Slika 37: Vplivno območje toplotnega sevanja 4 kW/m2 (goreči curek)


47

Slika 38: Vplivno območje toplotnega sevanja 4 kW/m2 (goreča luža - takojšni vžig)

Slika 39: Vplivno območje toplotnega sevanja 4 kW/m2 (goreča luža - zakasneli vžig)

Slika 40: Vplivno območje nadtlaka 2 kPa (eksplozija)


48

Na zgornjih slikah je razvidno, da lahko pri najtežjem scenariju, tj. nenadnem izpustu celotne vsebine rezervoarja, največja vplivna območja pričakujemo v poletnih ali pomladnih razmerah, najmanjša v zimskih. Pri ostalih scenarijih ni mogoče postaviti podobnega zaključka glede vpliva vremenskih pogojev. Pri najtežjem scenariju bi vplivno območje praviloma segalo izven meja skladišča, tj. vse do razdalje 2 km. Pri verjetnejših scenarijih, npr. pri iztekanju iz avtocisterne in vagonske cisterne bi bilo vplivno območje predvidoma omejeno na lokacijo skladišča, tj. do razdalje okoli 400 m. Pri prepolnitvi rezervoarja pričakujemo največje vplivno območje do razdalje okoli 750 m in pri zamrznitvi drenažnega ventila do razdalje 285 m.


49

6 Zaključek V diplomski nalogi smo z uporabo računalniškega programa Phast modelirali scenarije nesreč z naftnimi derivati, kot so: nenadni izpust iz rezervoarja, iztekanje iz avtocisterne in iz vagonske cisterne, prepolnitev rezervoarja in zamrznitev vode v drenažnem ventilu. Scenarije smo modelirali na podlagi znanih podatkov, kot so: temperatura zraka, velikost rezervoarja, dolžina cevi, kot iztekanja in podobno. Pri modeliranju smo uporabili tri letne čase (zima, pomlad, poletje), razen pri scenariju zamrznitev vode v drenažnem ventilu, kjer smo upoštevali le zimske pogoje. Upoštevali smo tudi vremenske pogoje: hitrost vetra, razred stabilnosti, temperaturo in vlažnost zraka. Ugotovili smo, da so dobljeni rezultati zelo odvisni od vremenskih in drugih vhodnih podatkov, ki smo jih na začetku vnesli in izbrali v programu. Z modeliranjem scenarijev smo tako lahko predvideli, kolikšen je vpliv letnega časa na razsežnost potencialne nesreče oz. v katerem letnem času so posledice nesreče večje in v katerem manjše. Rezultati so pokazali, da skladišča naftnih derivatov lahko predstavljajo tveganje tako na območju skladišča kot tudi za okolico, saj znašajo ocenjena vplivna območja najtežjih scenarijev do 2 km, verjetnejših scenarijev pa od nekaj 100 m do 750 m. Skladišča naftnih derivatov predstavljajo veliko tveganje tako za ljudi kot za okolico, zato mora biti dobro poskrbljeno za varnost. Obvladovanje tveganja je zahteven proces, ki je sestavljen iz: ocene tveganja, zmanjševanja tveganja ter načrtovanja ukrepov zaščite in reševanja za primer nesreče. Načrt za preprečevanje nevarnosti mora biti dobro izveden in mora vsebovati vrsto možnih scenarijev. Prav tako mora predvideti, kako ukrepati v primeru nesreče, podati oceno posledic scenarijev, načrtovati usposabljanje zaposlenih in priprave na ravnanje v primeru nesreče v skladišču.


50

7 Literatura 1. Bin, Z. in Guo-hua, C. Storage Tank Fire Accidents. Process Safety Progress, 30 (3),

291−293, 2011. 2. James, I. Chang, Cheng-Chung, L. A study of storage tank accidents. Journal of

Loss Prevention in the Process Industries, 19, 51-59, 2007. 3. Shebeko, Yu. N., Bolodian, I. A., Molchanoy, V. P., Deshevih, Yu. I., Gordienko, D.

M., Smolin, I. M., Kirillov, D. S. Fire and explosion risk assessment for large-scale oil export terminal. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 20, 651−658, 2007.

4. Ministrstvo za okolje in prostor RS. Program zmanjševanja tveganja za okolje zaradi

večjih nesreč z nevarnimi snovmi, 2008. http://www.mko.gov.si/fileadmin/mko.gov.si/pageuploads/podrocja/nevarnost_nesrec/program_zmanjsevanja_tveganja_nevarne_snovi.pdf (dostop 13. 2. 2013).

5. Project Managment Group. Projekt: Pripravljenost na nesreče z nevarnimi snovmi v

Sloveniji, 2002. http://www.arhiv.mop.gov.si/fileadmin/mop.gov.si/pageuploads/podrocja/okolje/pdf/nevarnost_nesrec/studije/projekt_uvod.pdf (dostop 4. 7. 2012).

6. Novak Pintarič, Z. Varnost kemijskih procesov (zapiski predavanj pri predmetu

Varnost dela). Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2008/2009.

7. Pravilnik o metodologiji za ugotavljanje ocene požarne ogroženosti (Ur. l. RS, št.

70/1996 (5/1997-2-popr.)). 8. Pravilnik o pogojih za izvajanje požarnega varovanja (Ur. l. RS, št. 64/1995). 9. Zakon o varstvu pred požarom/ZVPož/ (Ur. l. RS., št. 71/1993, 87/2001). 10. Uredba o ukrepih za zmanjšanje tveganja za okolje zaradi večjih nesreč z nevarnimi

kemikalijami (Ur. l. RS, št. 46/2002). 11. Zakon o varstvu okolja (Ur. l. RS, št. 32/93). 12. Zakon o kemikalijah /ZKem/ (Ur. l. RS, št. 36/1999, 11/2001). 13. Zakon o prevozu nevarnega blaga /ZPNB/ (Ur. l. RS, št. 79/1999, 96/2002). 14. Zakon o varstvu pred naravnimi in drugimi nesrečami /ZVNDN/ (Ur. l. RS, št.

64/1994, 33/2000, Odl. US: U-I-313/98, 87/2001). 15. Doles, M. Razvoj Seveso direktive (predpisi in zakoni, ki urejajo direktivo v Sloveniji),

FKKT-OTV, 2008/2009. www.fkkt.uni-lj.si/attachments/dsk4540/sevesoii.pdf (dostop 5. 1. 2013).


51

16. Seitl, S. Ocena ogroženosti in načrt za ukrepanje s poudarkom za primer nesreč z nevarnimi snovmi, požarov in eksplozije za večja skladišča naftnih derivatov-skladišče PETROL Zalog - jug: Diplomska naloga. Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2003.

17. Uredba o emisiji za določitev najmanjše razdalje med obratom in območji, kjer se

zadržuje večje število ljudi, ter infrastrukturo (Ur. l. RS, št. 34/2008). 18. Uredba o emisiji hlapnih organskih spojin v zrak iz naprav za skladiščenje in

pretakanje motornega bencina (Ur. l. RS, št. 11/1999). 19. Cerić, E. Tehnologija nafte, Zagreb:Školska knjiga, 1984. 20. Škapin, N. Učinkovitost aditivov na nizkotemperaturne lastnosti diselskega goriva:

Diplomska naloga, Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2002.

21. E-kemija, Lastnosti ogljikovodikov, urednika Margareta Vrtačnik, Saša A. Glažar,

Ljubljana: Univerza v Ljubljani, september 2008. http://www.kii3.ntf.uni-lj.si/e-kemija/file.php/1/output/ch-lastnosti/index.html (dostop 7.3.2013)

22. Občina Rače Fram, Načrt zaščite in reševanja ob nesreči z nevarno snovjo v občini

Rače - Fram. Občina Rače - Fram, 2011. www.race-fram.si/dokument.aspx?id=3571&langid=1060 (dostop 7.3.2013)

23. The Buncefield Investigation. Tretje poročilo o napredku, 2006.

http://www.buncefieldinvestigation.gov.uk/reports/report3.pdf (dostop 18. 8. 2012). 24. Hvala, A. Nesreča v Buncefieldu: Seminarska naloga, Ljubljana: Univerza v Ljubljani,

Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2009. 25. Novak Pintarič, Z. Assessment of The Consequences of accident scenarios

involving dangerous Substances. Process Safety and Environmental Protection, 2007, 85(B1): 23−38.

26. Amon, P. Ocena tveganja pri uporabi klora v industrijskih procesih. Maribor:

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2012.


52

8 Priloge

8.1 Priloga 1 Izpis rezultatov pri modeliranju z računalniškim programom PHAST. SUMMARY REPORT Unique Audit Number: 1.019 Study Folder: Delo1 PHAST 6.5 Delo1 Petra Zver Nenadni Izpust Base Case

User-Defined Data Material Material Identifier Gorivo Type of Vessel Unpressurized (at atmospheric pressure) Pressure Specification Pressure not used Discharge Temperature 13 degC Volume Inventory of material to discharge 1600 m3 Scenario Type of Event Catastrophic rupture Phase Liquid Building Wake Option None Tank Head 10 m Location [Elevation 1 m] ERPG selection ERPG is not set IDLH selection IDLH is not set STEL selection STEL is not set User Defined Averaging No user defined averaging time supplied Bund Status of Bund Bund present Area of Dike 1E4 m2 [Type of Bund Surface Concrete] Bund Height 1 m [Bund Failure Modeling Bund cannot fail] Flammable Method to use for explosions TNT Jet Fire Method Shell


53

Dispersion Ignition Location No ignition location Mass Inventory of material to Disperse 1.141E6 kg Fireball Parameters [Mass Modification Factor 3] [Calculation method for fireball DNV Recommended] [Temperature of fireball 1727 degC] CASE Name: Data

Discharge Data User-Defined Quantities

Material Gorivo Temperature 13.00 degC Pressure 1.01 bar Inventory 1.140.827.75 kg Scenario Catastrophic rupture Fixed Duration n/a s Calculated Quantities

Weather: PetraZver\Pomlad Mass Flow of Air (Vent from Vapor Space Only) n/a Average Values for Segment Number 1 Liquid Fraction 100.00 % FinalTemperature 12.99 degC Final Velocity 4.31 m/s Droplet Diameter 10.000.00 um Continuous Release Data: Mass Flowrate n/a kg/s Release Duration n/a s Orifice Velocity n/a m/s Exit Pressure n/a bar Exit Temperature n/a degC Discharge Coefficient n/a Expanded Radius n/a m


54

Consequence Results

Pool Vaporization Results N.B. Pool vaporization segments begin when the cloud has left the pool

Pomlad Liquid Rainout % 98.3438 Initial Vapor Cloud kg 18894.7 Time Pool Left Behind s 145.907 Cloud Segment 1 Cloud Segment Duration s 3600 Pool Vaporization Rate kg/s 33.5836 Maximum Pool Radius m 56.419

Distance to Concentration Results The height for user defined concentrations is the user defined height 0 m

All toxic results are reported at the toxic effect height 0 m All flammable results are reported at the cloud centreline height

Concentration(fraction) Averaging Time Distance (m) Pomlad UFL (0.0606027) 18.75 s 43.507 LFL (0.00815144) 18.75 s 297.39 LFL Frac (0.00407572) 18.75 s 409.006 Concentration(fraction) Averaging Time Heights (m) for above distances Pomlad UFL (0.0606027) 18.75 s 0 LFL (0.00815144) 18.75 s 0 LFL Frac (0.00407572) 18.75 s 0

Fireball Hazard Pomlad Fireball Flame Status No Hazard

Late Pool Fire Hazard Pomlad Late Pool Fire Status Hazard


55

Radiation Effects: Late Pool Fire Ellipse Distance (m) Pomlad Radiation Level 4 kW/m2 150.389 Radiation Level 12.5 kW/m2 61.7894 Radiation Level 37.5 kW/m2 Not Reached

Flash Fire Envelope All flammable results are reported at the cloud centreline height

Distance (m) Pomlad Furthest Extent 0.00407572 fraction 409.006 Furthest Extent 0.00815144 fraction 297.39 Heights (m) for above distances Pomlad Furthest Extent 0.00407572 fraction 0 Furthest Extent 0.00815144 fraction 0

Explosion Effects: Early Explosion Early Explosions are assumed to be centered at the release location

Explosion Model Used : TNT Pomlad Supplied Flammable Mass kg 1.14083e+006 Distance (m) at Overpressure Levels Pomlad Overpressure 0.02068 bar No Hazard Overpressure 0.1379 bar No Hazard Overpressure 0.2068 bar No Hazard

Used Mass (kg) at Overpressure Levels Pomlad Overpressure 0.02068 bar 0 Overpressure 0.1379 bar 0 Overpressure 0.2068 bar 0


56

Explosion Effects: Late Ignition Explosion Model Used : TNT Explosion Location Criterion: Cloud Front (LFL Fraction) All distances are measured from the Source All flammable results are reported at the cloud centreline height Maximum Distance (m) at Overpressure Level Pomlad Overpressure 0.02068 bar 1038.72 Overpressure 0.1379 bar 511.314 Overpressure 0.2068 bar 476.929 Supplementary Data at 0.02068 bar Pomlad Supplied Flammable Mass kg 29885.4 Used Flammable Mass kg 29885.4 Overpressure Radius m 1010.72 Distance to: - Ignition Source m 28 - Cloud Front/Centre m 3.57126 - Explosion Centre m 28 Supplementary Data at 0.1379 bar Pomlad Supplied Flammable Mass kg 6127.13 Used Flammable Mass kg 6127.13 Overpressure Radius m 154.314 Distance to: - Ignition Source m 357 - Cloud Front/Centre m 139.549 - Explosion Centre m 357 Supplementary Data at 0.2068 bar Pomlad Supplied Flammable Mass kg 5046.94 Used Flammable Mass kg 5046.94 Overpressure Radius m 111.929


57

Distance to: - Ignition Source m 365 - Cloud Front/Centre m 150.502 - Explosion Centre m 365

Weather Conditions

Pomlad Wind Speed m/s 3 Pasquill Stability C Surface Roughness Length 183.156 Surface Roughness Parameter 0.0999999 Atmospheric Temperature degC 13 Surface Temperature degC 13 Relative Humidity % 75

Documents

Ocenjevanje posledic nesreč z naftnimi derivati