Ανάλυση Κινδύνου & Σχεδιασμός

Transcript

1 Ανάλυση Κινδύνου & Σχεδιασμός Γρηγόριος Κατσούλης Μηχανικός Διεργασιών Τμήμα Τεχνικών Υπηρεσιών Μότορ Όιλ Ελλάς Διυλιστήρια Κορίνθου

2 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ Σχεδιασμός εγκαταστάσεων - Στάδια Ο σχεδιασμός μιας νέας παραγωγικής μονάδας, είτε μιας νέας χημικής εγκατάστασης στο σύνολο της είναι μια πολύπλοκη διαδικασία πολλαπλών σταδίων με διαφορετικές αποφάσεις ανά στάδιο: 1. Ιδέα: a. Κανένα έργο δεν εκκινεί δίχως μια πρωταρχική ιδέα. Το προτεινόμενο σχέδιο θα πρέπει να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν πιο περιεκτκά, προκειμένου να καθοριστεί ο σκοπός του έργου. 2. SWOT analysis a. Strengths Weaknesses Opportunities Threats: Πρόκειται για το πρωταρχικό στάδιο όπου στρατηγικοί αναλυτές ελέγχουν την υπό εξέταση αγορά για πιθανά κενά και ευκαρίες κάλυψης μεριδίου της πίτας, καθώς και τους πιθανούς κινδύνους στην περίπτωση που υφιστάμενοι παίκτες μεταβάλλουν το portofolio τους αλλά στην περίπτωση ασθενούς είτε μηδενικής απόκρισης του πιθανών πελατών. Στα πλαίσια αυτά αναλύονται τα πλεονεκτήματα μα και οι αδυναμίες της εταιρείας που διενεργεί την μελέτη έναντι των ανταγωνιστών. Το στάδιο αυτό αποτελεί την βάση όλων των λοιπών σταδίων, καθώς εσφαλμένη ανάλυση οδηγεί είτε στην ακύρωση ενός υποσχόμενου έργου, είτε στην περαιτέρω επένδυση κεφαλαίου για την λεπτομερή μελέτη ενός a priori μη οικονομικού σχεδίου. 3. Εύρεση αγοράς a. Επιλογή προιόντων. Με το πράσινο φώς από την SWOT ανάλυση, πρακτικά έχει γίνει και η επιλογή τόσο της στοχευόμενης αγοράς όσο και των προιόντων που θα πρέπει να παραχθούν. Στο στάδιο αυτό απαιτείται η στοχευμένη και αναλυτική έρευνα της αγοράς στα πλαίσια επιβεβαίωσης της χρηστικότητας των προτεινόμενων προϊόντων και την διάθεση του αγοραστικού κοινού για μεταβολή των αγοραστικών συνηθειών αναγκών. 4. Δυναμικότητα μονάδας σύμφωνα με περιθώρια αγοράς a. Κατόπιν επιλογής των προς παραγωγή προϊόντων, η διείσδυση στην αγορά θα πρέπει να εκτιμηθεί προκειμένου να γίνει αρχική εκτίμηση της δυναμικότητας της προς υλοποίηση εγκατάστασης, λαμβάνοντας υπόψη πιθανό παράγοντα υπερσχεδιασμού. Σημειώνεται πως υποσχεδιασμός μιας εγκατάστασης ενδεχομένως να οδηγήσει στην μη πλήρη κάλυψη των νέων

3 αναγκών, αφήνοντας περιθώριο σε υφιστάμενους ανταγωνιστές να μεταβάλλουν ταχύτερα την παραγωγή των προς κάλυψη. Στην δε περίπτωση υπερσχεδιασμού, η μειωμένη παραγωγή οδηγεί σε αυξημένο χρόνο απόσβεσης της επένδυσης και αυξημενά λειτουργικά κόστη. 5. Επιλογή τεχνολογίας a. Με την επιλογή του προϊόντος και της δυναμικότητας, η επιλογή της διαθέσιμης εμπορικής τεχνολογίας για την παραγωγική διαδικασία καθίσταται επιτακτική ανάγκη. Τα κριτήρια που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι η επικινδυνότητα της κάθε διαθέσιμης τεχνολογιάς, το βιβλιογραφικό κόστος επένδυσης (Capex κατασκευαστικά υλικά, κλίμακα), το κόστος λειτουργίας (Opex κόστος πρώτων υλών, κόστος ενέργειας, δικαιώματα πατέντας, χρηματιστήριο ρύπων), η αποδοτικότητα, η ευελειξία, ο τύπος λειτουργίας (συνεχής- ημισυνεχής- ασυνεχής), η διαθεσιμότητα πρώτων υλών και βοηθητικών παροχών (παρούσα και μελλοντική), το κόστος διαχείρισης των αποβλήτων (αξία, τρόπος απόρριψης, πιθανή χρήση, νομοθεσία), η δυνατότητα διάθεσης των παραπροϊόντων, το κόστος αποθήκευσης. b. Αναφορικά με την επικινδυνότητα, η επιλογή της τεχνολογίας που κατά το δυνατόν εξαλείφει πιθανούς κινδύνους χαρακτηρίζεται από μικρότερο κόστος ασφαλιστικών δικλείδων και μικρότερη πιθανότητα ατυχήματος, που πρακτικά σημαίνει κόστος ζωής, κόστος εξοπλισμού, κόστος φήμης, κόστος αποζημιώσεων, κόστος συντήρησης και κόστος μη παραγωγής. c. Η επιλογή της τεχνολογίας βάσει αποδοτικότητας και Opex στηρίζεται τόσο σε βιβλιογραφικά δεδομένα, εφόσον υφίστανται, όσο και σε αποτελέσματα πιλοτικών και ημιβιομηχανικών μονάδων. Σημειώνεται πως η επιλογή συνεχούς διεργασίας συνοδεύεται από μειωμένο κόστος και είναι προτιμητέα, καθώς μειώνεται το εργατικό κόστος, απλοποιείται ο έλεγχος της παραγωγικής διαδικασίας και διασφαλίζεται η ποιότητα του τελικού προιόντος μέσω online αναλυτών και δυνατότητα άμεσων διορθωτικών ενεργειών. 6. Επιλογή τόπου εγκατάστασης a. Σε ό,τι αφορά την διαθεσιμότητα των πρώτων υλών και βοηθητικών παροχών (νερό ψύξης, νερό για ατμοπαραγωγή, ηλεκτρισμός εισαγώμενος είτε ιδιοπαραγωγής κλπ), η τοποθεσία της εγκατάστασης θα πρέπει να γίνει τοιουτοτρόπως που να μην υπάρχει γειτνίαση με κατοικημένη περιοχή παραταύτα να υπάρχει διαθεσιμότητα εργατικού δυναμικού, να μην υπάρχει πιθανότητα μόλυνσης του υδροφόρου ορίζοντα, να υπάρχει πρόσβαση σε μέσα μεταφοράς προϊόντων, να είναι

4 δυνατή η συνέργεια με τους παρόχους πρώτων υλών (Μείωση χρόνου μεταφοράς, μείωση κόστους αποθήκευσηςπρώτων υλών) καθώς και με τους πελάτες (Μείωση χρόνου διάθεσης προϊόντος, μείωση κόστους αποθήκευσης) πρόσεγγιση Logistics τύπου Just in time. 7. Βασικός Σχεδιασμός a. Πρόκειται για το στάδιο όπου κατόπιν επιλογής της τεχνολογίας, της τοποθεσίας και της δυναμικότητας, κατά βάσει ο Χημικός Μηχανικός προβαίνει στον βασικό σχεδιασμό του απαιτούμενου εξοπλισμού. Στο στάδιο αυτό πραγματοποιούται τα κάτωθι: i. Περιγραφή διεργασίας ii. Υπολογισμός απόδοσης εγκατάστασης iii. Καταγραφή ποιοτικών χαρακτηριστικών προϊόντων iv. Καταγραφή κατανάλωσης πρώτων υλών v. Καταγραφή κατανάλωσης βοηθητικών παροχών vi. Καταγραφή εμπλεκομένων χημικών vii. Δημιουργία διαγραμμάτων ροής (PFDs) viii. Δημιουργία ισοζυγίων μάζας και ενέργειας ix. Δημιουργία διαγραμμάτων σωληνώσεων και οργάνων (P&IDs) x. Σχεδισμός εξοπλισμού (Βασικες διαστάσεις, ενεργειακά φορτία, μεταλλουργία). 8. Λεπτομερής σχεδιασμός a. Στηρίζεται στις απαιτήσεις του βασικού σχεδιασμού και περιλαμβάνει τον μηχανολογικό, ηλεκτρολογικό, οικοδομικό σχεδιασμό της εγκατάστασης, την τοποθέτηση του εξοπλισμού στο διαθέσιμο πεδίο εγκατάστασης, την κατάρτιση των ισομετρικών των γραμμών μεταφοράς, την ανάλυση stress, την διενεργεια HazOp 3 κλπ. 9. Προμήθεια εξοπλισμού a. Περιλαμβάνει την διενέργεια διαγωνισμού για λήψη προσφορών από διάφορους κατασκευαστές ανά τύπο εξοπλισμού, στα πλάισια επίτευξης του μικρότερου Capex, υπό την προϋπόθεση πως πληρούνται οι τεχνικές προδιαγραφές. 10. Ανέγερση 11. Έναρξη λειτουργίας 12. Παραγωγή

5 Σε κάθε στάδιο, η συμμετοχή και συνεργασία ανθρώπων διαφορετικού γνωσιοθεωρητικού αντικειμένου είναι επιβεβλημένη και περιλαμβάνει, αναλόγως σταδίου: 1. Στρατηγικούς αναλυτές 2. Αναλυτές μάρκετιγνκ 3. Ερευνητές Δημιουργία νέων προιόντων 4. Οικονομολόγους 5. Αναλυτές Logistics 6. Περιβαλλοντολόγους 7. Αναλυτές υγιεινής και ασφάλειας 8. Αναλυτές βιομηχανικού δικαίου 9. Χημικούς Μηχανικούς 10. Μηχανολόγους Μηχανικούς 11. Πολιτικούς Μηχανικούς 12. Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς 13. Μεταλλειολόγους 14. Μηχανικούςασφαλείας 15. Τεχνήτες 16. Εμπειρικό προσωπικό a. Εργοδηγοί Χειριστές Σχετική θέση εξοπλισμού Εντός του διαθέσιμου χώρου εγκατάστασης, η τοποθεσία του κυρίως εξοπλισμού, π.χ ηλεκτρικοί υποσταθμοί, κτίρια ελέγχου διεργασίας, φούρνοι, συμπιεστές, κλπ, θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη εκτός των τυπικών αποστάσεων ως περιγράφονται ακολούθως, μα και την εγγύτητα προς λοιπές μονάδες, εγκαταστάσεις, οδικές αρτηρίες, την κλίση του εδάφους καθώς και την κατεύθυνση του επικρατούντος ανέμου στην περιοχή. Επί παραδείγματι, οι μονάδες διεργασιών, το σύστημα ασφαλούς καύσης των εκτωνούμενων ρευστών της διεργασία στην ατμόσφαιρα (Flare) θα πρέπει να τοποθετούνται σε υψηλότερο υψόμετρο έναντι δεξαμενών αποθήκευσης υδρογονανθράκων, στα πλαίσια αποφυγής έναυσης στο ενδεχόμενο διαρροής από τους χώρους αποθήκευσης. Στην περίπτωση που αυτό δεν είναι εφικτό, η απαίτηση σε αυξημένα μέτρα καταστολής και πυρόσβεσης είναι επιβεβλημένη (π.χ τάφροι πέριξ δεξαμενών, συστήματα απομάστευσης υψηλής δυναμικότητας, ανιχνευτές αερίων, αφρογεννήτριες, συστήμα σπρέυ νερού / αφρού κλπ). Αντίστοιχη θα πρέπει να είναι και η εφαρμοζόμενη πολιτική για την διαχείριση ισχυρά τοξικών χημικών, όπως το υδροφθόριο που χρησιμοποιείται ως καταλύτης της αντίδρασης αλκυλίωσης (Παραγωγή

6 ισοοκτανίου), το οποίο είναι ιδιαιτέρως διαβρωτικό και δύναται να υφίσταται σε υγρά και σε αέρια φάση σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. Αναφορικά με την κατεύθυνση του επικρατούντος ανέμου, κάθε πηγή ανοιχτής φλόγας, π.χ flare, φούρνοι, λέβητες κλπ, θα πρέπει να τοποθετούνται δια ροπάλου ανάντη του λοιπού εξοπλισμού, στα πλαίσια αποφυγής έναυσης τυχόν διαρρέοντος νέφους. Στα πλαίσια αυτά, το plot plan ως συνηθίζεται να λέγεται θα πρέπει να ικανοποιεί τους κάτωθι κανόνες: 1. Επιτρέπει πρόσβαση για πυρόσβεση: Μια μονάδα παραγωγής θα πρέπει να χωρίζεται σε ορθογώνιες περιοχές μέσω διαδρόμων πρόσβασης για πυρόσβεση, ελάχιστου πλάτους 6m. Η μέγιστη διάσταση των περιοχών αυτών δεν θα πρέπει να ξεπερνά τα 120m σε μήκος και 60m σε πλάτος, ενώ η πρόσβαση από δύο πλευρές θα πρέπει να είναι εφικτή. Οι δρόμοι πρόσβασης, θα πρέπει να έχουν ελέυθερο ύψος από σωληνοδιαδρόμους κατ ελάχιστον 4.88m

7 2. Επιτρέπει την πρόσβαση χειριστών για Emergency Shut Down:Κάθε μονάδα που αναμένεται να σταμάτήσει στα πλαίσια κανονικής συντήρησης είτε λόγω εκτάκτου ανάγκης, θα πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση κατ ελάχιστον 15m από λοιπές μονάδες και εξοπλισμο που θα συνεχίσει να βρίσκεται εν λειτουργία. Για την περίπτωση μονάδων LPG, η ελάχιστη απόσταση ορίζεται στα 22.5m. 3. Διαχωρίζει την μονάδα μεταξύ περιοχών υψηλού κινδύνου Στα πλαίσια ορθολογικής διαστασεολόγησης των συστημάτων flare (flare header, flare stack) στο ενδεχόμενο fire case, η ύπαρξη 6m απόστασης προς όλες τις κατευθύνσεις από κάθε περιοχή ως περιγράφεται στο πεδίο #1, επιτρέπει την αποφυγή επιπτώσεων μοναδικής φωτιάς από περιοχή σε περιοχή. Πάραταύτα, αν η έλλειψη πυροσβεστικών μέσων καθιστά την απόσταση των 6m ανεπαρκή, η απόσταση επεκτείνεται στα 12m. 4. Ελαχιστοποιεί τις επιπτώσεις φωτιάς σε διπλανό εξοπλισμό: Στα πλαίσια αποφυγής επιπτώσεων μεταξύ παρακείμενων μονάδων από φωτιά, η μεταξύ τους απόσταση δεν θα πρέπει να είναι μικρότερη των 15 m. 5. Απομακρύνει εξοπλισμό διαρκούς φλόγας από πιθανές εστίες διαρροής 6. Αποτρέπει επέκταση του κινδύνου πέραν των ορίων της εγκατάστασης 7. Επιτρέπει την νορμάλ λειτουργία και συντήρηση του εξοπλισμού: Για την πρόσβαση του κινητού εξοπλισμού συντήρησης, απαιτούνται διάδρομοι εύρους 6 m κατ ελάχιστον. 8. Αποτρέπει την κατακόρυφη επέκταση της διάταξηςπέραν των 3 επιπέδων, και αποτρέπει την τοποθέτηση εξοπλισμού πάνω από αερόψυκτα, αντλίες και συμπιεστές που διαχειρίζονται εύφλεκτα ρευστά, καθώς και από εναλλάκτες θερμότητας που διαχειρίζονται ρευστά σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 316 degc, είτε μεγαλύτερη της θερμοκρασίας αυτανάφλεξης τους.

8 Αναλυτικά οι αποστάσεις βασικού εξοπλισμού από παρακείμενο δίδονται ως κάτωθι: 1. Gas Compressors/Expanders [200 HP (150 kw) and Greater]: a. Γενικός κανόνας η εγκατάσταση μεγάλων μηχανημάτων στην ίδια περιοχή για λόγους οικονομίας και ευκολίας συντήρησης. Ο συνοδευτικός εξοπλισμός (δοχεία αναρρόφησης, interstage coolers μπορούν να βρίσκονται σε απόσταση 4.5m μεταξύ τους. Πολλάπλοί και spare συμπιεστές θα πρέπει να βρίσκονται σε απόσταση 7.5m στα πλάισια προστασίας αστοχίας τους από την ίδια αιτία, καθώς και από φωτία του κυρίως μηχανήματος. b. Για την περίπτωση αεροσυμπιεστών είτε συμπιεστών αδρανών αερίων, οι αποστάσεις δύνανται να μειωθούν, βάσει αναγκών συντήρησης, πάντα στα πλαίσια αποφυγής αστοχίας από κοινή αιτία. c. Απόσταση από λοιπό εξοπλισμό i. 4.5m από σωληνοδιαδρόμους Μπορεί να είναι μεγαλύτερη στα πλαίσια αποφυγής αστοχίας κρισιμων γραμμών σε ενδεχόμενο φωτιάς του συμπιεστή. 2. Gas Compressors/Expanders [Less than 200 HP (150 kw)]: a. Δεν αποτελλούν ιδιαίτερο κίνδυνο σε περίπτωση φωτιάς όπως τα μεγαλύτερα μηχανήματα. b. Απόσταση από λοιπό εξοπλισμό i. 3m 3. Air Fin Coolers And Plate Heat Exchangers a. Ιδιαιτέρως τρωτός εξοπλισμός σε περίπτωση φωτιάς. Προτιμάται η εγκατάσταση τους αντιδιαμετρικά των αποστακτικών πύργων και μακρυά από φούρνους. b. Δεν πρέπει να τοποθετούνται πάνω από αντλίες είτε συμπιεστές που μετακινούν εύφλεκτα ρευστά. c. Δεν πρέπει να τοποθετούνται πάνω από δοχεία που εμπεριέχουν εύφλεκτα ρευστά d. Τοποθετούνται σε απόσταση 3m από σωληνοδιαδρόμους. e. Η δομή στήριξης πρέπει να είναι fireproofed μέχρι ύψους 15m. f. Απαιτείται πρόσβαση για συντήρηση των κινητήρων και των πτερυγίων των αεροψύκτων. g. Οι plate HΕs θα πρέπει να είναι fireproofed σε περίπτωση που βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη των 6m από εξοπλισμό με εύφλεκτο περιεχόμενο.

9 4. Cooling Towers a. Τοποθετούνται υπήνεμα λοιπού εξοπλισμού b. Γενική απόσταση 15m c. Tοποθέτηση σε απόσταση 30m εφόσον στο ενδεχόμενο εσωτερικής διαρροής εναλλακτών, υπάρξει εκτόνωση εύφλεκτων υδρογονανθράκων d. Λαμβάνονται υπόψη ζητήματα ορατότητας από το πλούμιο του πύργου ψύξης. 5. Process Vessels Below 600 F (316 C) And Below Autoignition a. Γενική απόσταση 1.5m b. Στην περίπτωση μεγάλων δοχείων, η ύπαρξη χαμηλού τοιχείου τοποθετείται σε απόσταση 3m από το δοχείο για διατήρηση και απομαστευση σε περίπτωση διαρροής. 6. Emergency Valves For Shut-Off, Isolation, Water Sprays, Etc a. Γενική απόσταση 7.5m από εξοπλισμό που δύναται να τεθεί υπό φωτιά. b. Απόσταση 12m από τον εξοπλισμό που απομονώνει εφόσον πρόκειται για i. Gas Compressors/Expanders >200hp (150 kw) ii. Exchangers handling Flammable Materials Above 600 F (316 C) or Above Auto ignition iii. Fired Heaters iv. Pumps handling Flammable Materials Above 600F or Above Auto ignition c. Απόσταση 15m για ενεργοποίηση συστήματος πυρόσβεσης 7. Electrical Unit Load Centers Or Unit Substations a. Γενική απόσταση 15m b. Τοποθέτηση στην άκρη κάθε μονάδας για περιορισμό έκθεσης σε συμβάν 8. Exchangers Handling Flammable Materials At or Above 600 F (316 C) or at or Above Autoignition a. Γενική απόσταση 4.5m στα πλαίσια πρόσβασης πυρόσβεσης και ελαχιστοποίησης επιπτώσεων σε παρακείμενο εξοπλισμό. b. 7.5m απόσταση από φούρνους (μειωμένη των 15m) καθώς αναμένεται έναυση ανεξαρτήτως ύπαρξης σπινθήρα 9. Exchangers Handling Flammable Or Combustible Materials Below 600 F (316 C) And Below Autoignition a. Γενική απόσταση 1.5m στα πλαίσια πρόσβασης συντήρησης b. 4.5m απόσταση από εναλλάκτες πουδιαχειρίζονται εύφλεκτα ρευστάάνω της θερμοκρασίας αυτανάφλεξης c. 15m από φούρνους

10 10. Fired Heaters a. Τοποθετούνται προσήνεμα του λοιπού εξοπλισμού καθώς αποτελλούν πηγή ανοιχτής φλόγας b. Απαιτείται ελάχιστη απόσταση από λοιπό εξοπλισμό i. 15m από φούρνους ii. 7.5m από αντλίες με εύφλεκτα ρευστά άνω της θερμοκρασίας αυτανάφλεξης iii. 4.5m από εξοπλισμό μη εύφλεκτων ρευστών iv. 4.5m από δοχεία εξωτερικής μόνωσης με ρευστό άνω της θερμοκρασίας αυταναφλεξης v. 7.5m από δοχεία εσωτερικής μόνωσης με ρευστό άνω της θερμοκρασίας αυταναφλεξης vi. 6m από σωληνοδιαδρόμους c. Η καπνοδόχος θα πρέπει να εκτείνεται τουλάχιστον 3m πάνω από κάθε πλατφόρμα σε απόσταση 30m. 11. Onsite Pressure Storage Vessels a. Χρησιμοποιούνται ως surge drums LPG b. Ο όγκος τους θα πρέπει να είναι ελαχιστοποιημένος c. Θα πρέπει να βρίσκονται σε απόσταση 22.5m από οιοδήποτε εξοπλισμό για αποφυγή μεγένθυνσης του σεναρίου σε ενδεχόμενο συμβάν.

11 Κτίρια στέγασης Στην κατηγορία των κτιρίων στέγασης εμπίπτουν τα κάτωθι: 1. Γραφεία 2. Control Rooms 3. Εργαστήρια συντήρησης 4. Εστιατόρια 5. Locker rooms 6. Κτίρια αποθήκευσης καρτών επικοινωνίας εξοπλισμού (PIBs) 7. Υποσταθμοί 8. Προσωρινά κτίρια (τρέιλερς) Οι κυριότεροι κίνδυνοι στους οποίους τα κτίρια στέγασης μπορεί να εκτεθούν παρατίθενται ως ακολούθως: 1. Φωτιά Ακτινοβολία 2. Ωστικό κύμα έκρηξης 3. Τοξικά αέρια Οι επιπτώσεις από την έκθεση των κτιρίων σε ωστικό κύμα δίδεται σε πινακοποιημένη μορφή ανά επίπεδο υπερπίεσης. Overpressure (bar) Επίπτωση σε μη ενσχυμένο κτίριο Θραύση υαλοπινάκων Αστοχία ενώσεων μεταλλικών πάνελ Πτώση τοιχίων από τσιμεντόλιθους Κάτω όριο δομικών καταστροφών Καταστροφή μεταλλικών πάνελ δίχως frame Καταστροφή τοιχίων πάχους mm Πιθανή ολική καταστροφή κτιρίου

12 Σε αντιπαραβολή, δίδονται και οι επιπτώσεις της έκθεσης του ανθρώπου σε ωστικό κύμα, ανά επίπεδο υπερπίεσης. Overpressure (bar) Επίπτωση σε προσωπικό Προσωρινή απώλεια ακοής Ανικανότητα στήριξης Διάρρηξη τυμπάνου ακοής, Πιθανά θανατηφόρο λόγω πρόσπτωσης αντικειμένων στο προσωπικό Εσωτερικός τραυματισμός λόγω ώσης Τραυματισμός μέχρι και θνησιμότητος Θνησιμότητα μέχρι και 50% λόγω αιμορραγίας πνευμόνων Άμεση απώλεια ζωής Στα πλαίσια αυτά, ο οργανισμός American Petroleum Industry εξέδωσε τις οδηγίες RP752 Management of Hazards Associated with Location of Process Plant Buildings & RP753 Management of Hazards Associated with Location of Process Portable Buildings. Σύμφωνα με τις οδηγίες θα πρέπει να αποφεύγεται η τοποθέτηση κτιρίων στέγασης προσωπικού εντός της μονάδας. Τα κτίρια θα πρέπει να είναι fireproof και Blast proof και θετικής πίεσης για αποφυγή έκθεσης σε τοξικά αέρια. Η σύνηθης ζητούμενη απόσταση ανέρχεται στα 30m. Σημειώνεται πως είναι προτιμότερη η τοποθέτηση των κτιρίων στέγασης σε υπερυψωμένο σημείο της εγκατάστασης. Ειδικά για τα τρέιλερς, δεν θα πρέπει να τοποθετούνται εντός μονάδων για κανένα λόγω καθώς 1. Δημιουργούν προβλήματα πρόσβασης 2. Επηρεάζουν την παραγωγικότητα 3. Απαιτούν εκτεταμένη συντήρηση

13 4. Είναι ευάλωττα σε περίπτωση ατυχήματος Αν δεν μπορεί να αποφευχθεί θα πρέπει να γίνεται 1. ελαχιστοποίηση της ανάγκης πρόσβασης 2. Τοποθέτηση υαλοπινάκων ασφαλείας 3. Αγκυροδέτηση 4. Ενίσχυση πάνελ και οροφής 5. Στερέωση επίπλωσης 6. Εξάλλειψη κενών υπό του τρέιλερ Σημασία ατυχήματος Με την εισαγωγή στον ασφαλή σχεδιασμό να έχει πραγματοποιηθεί, είναι επιτακτικός ο αναλογισμός της σημασίας ενός ατυχήματος. Είναι γενικώς αποδεκτό πως η προσπάθεια αύξησης της ασφάλειας σημαίνει είτε αυξημένο κόστος προστατευτικών δικλείδων είτε απόρριψη μιας πιθανά υποσχόμενης τεχνολογίας κατά την φάση του πρωταρχικού σχεδίου. Πάραταύτα, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη από τον σχεδιασμό πως το ατύχημα για τον εργαζόμενο πρακτικά σημαίνει: 1. Πόνος και ταλαιπωρία για τον ίδιο 2. Πόνος και ταλαιπωρία για την οικογένεια του 3. Ανικανότητα εργασίας 4. Απώλεια εισοδήματος Χρέη 5. Ανικανότητα απόλαυσης ζωής 6. Απώλεια αυτοεκτίμησης Από την άλλη πλευρά, ο ελλιπής σχεδιασμός με ροπή προς το ατύχημα έχει ιδιαιτέρως σημαντικές επιπτώσεις και για την βιωσιμότητα της επιχείρησης. Συγκεκριμένα κάθε ατύχημα συνοδεύεται από: 1. Απώλεια χρήσιμου προσωπικού 2. Δυσφήμιση 3. Δυσκολία εξέυρεσης ικανού προσωπικού 4. Απώλεια παραγωγής μέχρι και λουκέτο 5. Κόστος επισκευής 6. Νομικό κόστος 7. Κόστος αποζημίωσης (Τυπικό) Πάνω από 3 ημέρες τραυματισμός: Σημαντικός τραυματισμός: Θάνατος:

14 Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το ατύχημα της BP στο Texas το 2005 που συνοδεύτηκε από: νεκροί, 180 τραυματίες $ Πρόστιμο $ Σε αποζημιώσεις $ Για αναβάθμιση ασφάλειας $ Χαμένη παραγωγή $ Για αναβάθμιση ασφάλειας σε άλλα διυλιστήρια της BP στις ΗΠΑ 7. Πτώση μετοχής κατά 10% Λοιπά ατυχήματα παρατίθενται ως ακολούθως σε πινακοποιημένη μορφή: Year Location Accident type Deaths 1966 Freyzin, France Fireball Flixborough, UK Explosion Seveso, Italy Toxic Puebla, Mexico Fireball Bhopal, India Toxic Mexico City Explosion Chernobyl, Ukraine Explosion / Nuclear accident 1988 Piper Alpha, UK Jet Flame Pasadena, USA Explosion Castleford, UK Jet Flame Milford Haven, UK Explosion Enschede, Holland Explosion / Fire Toulouse, France Explosion BP Texas Explosion 15 Countless during and on aftermath

15 Κατόπιν των ανωτέρω, και επειδή συμβάντα συμβαίνουν καθημερινά - συνέπεια σειράς αστοχιών σε: 1. Σχεδιασμό 2. Mentallity 3. Συντήρηση 4. Επικοινωνία Επειδή τα ατυχήματα μπορούν να 1. Προβλεφθούν έως ένα βαθμο! 2. Αποτραπούν 3. Δεν αρκεί καταστολή Επειδή προτεραιότητα έχει ο άνθρωπος και το περιβάλλον, η ανάλυση κινδύνου είναι επιβεβλημένη. Βιομηχανικοί Κίνδυνοι Α. Εισαγωγή Τα περισσότερα υλικά, ιδίως τα οργανικά που χρησιμοποιούνται είτε παράγονται ως μέρος μιας χημικής διεργασίας δύνανται να αναφλεγούν υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Ως καύση ορίζεται η χημική δράση οξείδωσης ενός υλικού παρουσία οξυγόνου και ενέργειας (σπινθήρας, θερμή επιφάνεια κλπ) που συνοδεύται από την έκλυση θερμότητας και λάμψης. Εξαιτίας της υψηλής ταχύτητας της καύσης, αύξηση της πίεσης του χώρου ανάφλεξης και δημιουργία ωστικού κύματος είναι αναμενόμενη, εφόσον η δράση λαμβάνει χώρα σε περιορισμένο χώρο. Σε μη περιορισμένο χώρο, το αποτέλεσμα συνήθως είναι εκτενής φωτιά. Πάραταύτα, η διαρροή ισχυρά εύφλεκτων προιόντων μπορεί να συνοδευτεί από εκρήξεις λόγω ταχέος σχηματισμού και ανάφλεξης αερίων, από βολίδες (fireballs) εφόσον το νέφος είναι υπό μορφή σταγονιδίων, είτε από εκρήξεις λόγω διάρρηξης του πιεστικού δοχείου όταν το ρευστό είναι πεπιεσμένο υγρό (π.χ LPG). Με άλλα λόγια, το είδος της καύσης εξαρτάται από την φυσική κατάσταση του ρευστού και την χημική του σύσταση. Οι σχετιζόμενοι κίνδυνοι εμπίπτουν στις κάτωθι γενικές κατηγορίες: Κίνδυνοι αέριας φάσης Κίνδυνοι σχετιζόμενοι με την αέρια φάση μπορούν να υπάρξουν σε κάθε στάδιο μεταφοράς, αποθήκευσης είτε και παραγωγής. Υφίστανται λόγω:

16 Παρουσίας εύφλεκτου αερίου Παρουσία Αυτοαποσυντιθέμενου αερίου Παρουσία αερίων εύφλεκτου υγρού Λοιποί μη εμφανείς κίνδυνοι μπορούν να υπάρξουν κατά την παραγωγή ασετυλίνης από την αντίδραση ανθρακικού ασβεστίου και νερού Κίνδυνοι λόγω σκόνης Στρώματα σκόνης εφόσον αναταραχθούν δύνανται να φορτιστούν προκαλώντας μικροφωτιά που σιγοκαίει. Εντούτις, εφόσον το νέφος σκόνης βρεθεί σε περιορισμένο χώρο, η πιθανότητα έκρηξης είναι σημαντική. Συνήθως μικρή έκρηξη συνοδεύεται από εκτενή λόγω της ανατάραξης μεγάλων ποσοτήτων σκόνης. Εκρηκτικά υλικά υπό υγρά είτε στερεά κατάσταση Μαζί με εκρηκτικές ύλες που χρησιμοποιούνται για εμπορικούς και στρατιωτικούς σκοπούς, υπάρχουν υλικά που δύνανται να παρουσιάσουν εκρηκτικές είτε ιδιότητες αυτανάφλεξης σε υγρά είτε στερεά κατάσταση, ανάλογα με την σταθερότητα του περιεχομένου οξυγόνου και τα οποία απαγορεύονται για βιομηχανική χρήση (π.χ οργανικά περοξείδια, νιτρικό αμμώνιο κλπ). Β. Κίνδυνοι αέριας φάσης 1. Περιστατικά Φωτιά Φωτιά είναι η διάδοση φλόγας μέσω αερίου δίχως την δημιουργία ωστικού κύματος. Στην χημική βιομηχανία, οι καταστροφές λόγω φωτιάς αποτελούν την πλέον σύνηθη αιτία απωλειών. Συνήθως φωτιά προκύπτει κατόπιν έκλυσης εύφλεκτων ρευστών λόγω διαρροής είτε διάρρηξης δοχείου είτε σωληνώσεων. Οι φωτιές εμπίπτουν στις κατηγορίες «λίμνης» και «jet». Οι τύπου «λίμνης» είναι αυτοπεριοριζόμενες υπό την έννοια πως η φύση του ρευστού καθορίζει την τάση εξάτμισης εύφλεκτων αερίων και την δυνατότητα διάχυσης του αέρα εντός του αερίου ρευστού για δημιουργία μείγματος αέρα / καυσίμου και χαρακτηρίζονται από θερμοκρασία φλόγας ανέρχεται σε 1000 με 1250 C καθώς και από καπνιά. Για την περίπτωση αυτή, η επίδραση της φωτιάς μπορεί να ελαχιστοποιηθεί μέσω από ικανό σχεδιασμό, π.χ μέσω από την δημιουργία ικανής απομάστευσης νερού κατά την πυρόσβεση, μεταφορά του καυσίμου σε ασφαλή περιοχή κλπ.

17 Αντίθετα στην περίπτωση φλόγας τύπου jet, η φλόγα προκύπτει κατά την έκλυση εύφλεκτου αερίου υπό πίεση, με αποτέλεσμα την επίπτωση σε απομακρυσμένο εξοπλισμό, ως εκ τούτου και την αδυναμία περιορισμού των μέσω σχεδιασμού (απαιτείται αποπίεση του εξοπλισμού που έχει διαρροή). Η φωτιά αυτού του τύπου δεν συνοδεύεται από καπνιά καθώς αφορά προιόντα υψηλότερου λόγου υδρογόνου προς άνθρακα. Έκρηξη Έκρηξη είναι η έναυση μείγματος καυσίμου / αέρα που συνοδεύεται από έντονη αύξησης της πίεσης κατά την εκτόνωση προιόντων καύσης είτε αερίων καυσίμου στο σημείο βρασμού (π.χ LPG). Η ένταση της έκρηξης εξαρτάται από την αρχική πίεση και θερμοκρασία του συστήματος, την σύσταση του αναφλεγόμενου μείγματος και το κατά πόσο περιορισμένος είναι ο χώρος που λαμβάνει χώρα το φαινόμενο. Σε μη περιορισμένο περιβάλλον, συνήθως η αύξηση της πίεσης είναι μικρή εκτός και εάν η έκλυση εύφλετκων αερίων είναι πολύ εκτενής. Οι εκρήξεις εμπίπτουν στις κάτωθι κυρίως κατηγορίες: a. Έκρηξη ημιπεριορισμένου νέφους ευφλέκτων αερίων i. Ταχεία εξάτμιση εύφλεκτων υγρών και δημιουργία νέφους μείγματος αέρα / καυσίμου σε ευρεία περιοχή, και έναυση. b. Έκρηξη εκτονούμενου αερίου που βρίσκεται υπό πίεση σε σημείο βρασμού (BLEVE) i. Ταχεία εξάτμιση υγρού υπό πίεση στο σημείο βρασμού (π.χ LPG) κατά την αστοχία δοχείου, βυτίου, σφαίρας όπου εμπεριέχεται με αποτέλεσμα την διασπορά μερών του δοχείου μέχρι και εκατοντάδες μέτρα μακριά. Τέτοια ατυχήματα συμβαίνουν όταν πιεστικό δοχείο εκτεθεί σε εξωτερική φωτιά με αποτέλεσμα την αστοχία του μη ψυχόμενου τμήματος πάνω από την στάθμη υγρού. c. Fireball i. Πραγματοποιείται κατά την εκτόνωση εύφλεκτου υγρού υπό μορφή σταγονιδίων με υψηλή ταχύτητα και διάχυση στον αέρα. Συμβαίνει ακόμα και εάν στο σημείο της διαρροής η ποσότητα του αέρα δεν επαρκεί για την καύση λόγω του υψηλού ποσοστού διάχυσης. Υπερηχητική έκρηξη Υπερηχητική έκρηξη είναι η ιδιαίτερα ταχεία και καταστροφική ανάφλεξη μείγματος ευφλέτων αερίων. Κατά την έναυση δημιουργείται ωστικό κύμα χαρακτηριζόμενο από υπερηχητική ταχύτητα. Σημειώνεται πως όλα τα

18 μείγματα ευφλέκτων αερίων αέρα δεν δύνανται να εκτονωθούν, ενώ η ανάφλεξη μπορεί να εξελιχθεί σε έκρηξη υπό συνθήκες θερμοκρασίας, πίεσης, σύστασης, παρακείμενων εμποδίων, ενέργειας έναυσης (σπινθήρας, θερμή επιφάνεια κλπ) για άλλα. 2. Παράμετροι καύσης Όρια ανάφλεξης Δια την ανάφλεξη ενός καυσίμου απαιτείται συγκέντρωση του προς καύση αερίου εντός ορίων, διαφορετικά το μείγμα είναι είτε πολύ πλούσιο σε άερα, είτε πολύ φτωχό για να γίνει καύση. Κατόπιν τούτων, σε όλα τα δελτία ασφαλείας γίνεται αναφορά στο κάτω όριο (LEL) και άνω όριο (UEL) συγκέντρωσης ευφλέκτων αερίων προς ανάφλεξη υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Τα όργανα MSA που χρησιμοποιούνται μετρούν LEL, κοινώς καταδεικνύουν την παρουσία ευφλέκτου αερίου εντός της περιοχής έναυσης υπό τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Σημείο ανάφλεξης και σημείο φωτιάς Ως σημείο ανάφλεξης (flash point) ορίζεται η ελάχιστη θερμοκρασία όπου εύφλεκτο υγρό αποδεσμεύει αέρια σε ικανή ποσότητα για να δημιουργήσει αναφλέξιμο μείγμα με τον αέρα. Στα δελτία ασφαλείας καταγράφεται το σημείο ανάφλεξης με δύο μεθόδους (κλειστού κυπέλλου και ανοιχτού), με την κλειστού κυπέλλου να είναι πιο συντηρητική και να μας απασχολεί εν προκειμένω. Ως επί το πλείστον, ρευστά με flash point <32 C (π.χ βενζίνη) χαρακτηρίζοτναι ως ιδιαιτέρως εύφλεκτα ρευστά. Ως σημείο φωτιάς ορίζεται η ελάχιστη θερμοκρασία κατά την οποία υγρό θερμαινόμενο σε ανοιχτή δεξαμενή θα συνεχίσει να καίγεται μετά την απομάκρυνση της πηγής έναυσης και είναι λίγους βαθμούς υψηλότερη του σημείου ανάφλεξης. Κρίσιμη συγκέντρωση οξυγόνου Ως κρίσιμη συγκέντρωση οξυγόνου για κάθε καύσιμο ορίζεται η ελάχιστη παρουσία οξυγόνου (συνήθως της τάξης 6 12% κ.ο) για δημιουργία εκρηκτικού μείγματος και μειώνεται με αυξανόμενη θερμοκρασία και πίεση. Γενικός κανόνας για ασφαλή διεργασία είναι η διατήρηση του οξυγόνου στο ¼ της κρίσιμης τιμής εντός της διεργασίας. Κρίσιμος λόγος καυσίμου / αδρανούς Πρόκειται για την ελάχιστη ποσότητα αδρανούς που απαιτείται προκειμένου το μείγμα να αραιωθεί ώστε να βγεί εκτός των ορίων ανάφλεξης.

19 Σημείο αδρανοποίησης Πρόκειται για την ποσότητα αδρανούς που καθιστά κάθε μείγμα καυσίμου / αέρα μη αναφλέξιμου. Επίδραση θερμοκρασίας στην αναφλεξιμότητα Η αναφλεξιμότητα των καυσίμων αυξάνει με την θερμοκρασία. Στα δελτία ασφαλείας τα όρια αναφλεξιμότητας δίδονται σε συγκεκριμένες συνθήκες. Εφόσον οι συνθήκες περιβάλλοντος χώρου μεταβληθούν θα πρέπει και τα όργανα που χρησιμοποιούνται να ρυθμιστούν κατάλληλα. Επίδραση πίεσης στην αναφλεξιμότητα Η αναφλεξιμότητα των καυσίμων αυξάνει με την πίεση με εξαίρεση το μείγμα CO/ Αέρας/ Άζωτο όπου συμβαίνει το αντίθετο. Στα δελτία ασφαλείας τα όρια αναφλεξιμότητας δίδονται σε συγκεκριμένες συνθήκες. Εφόσον οι συνθήκες περιβάλλοντος χώρου μεταβληθούν θα πρέπει και τα όργανα που χρησιμοποιούνται να ρυθμιστούν κατάλληλα. Επίδραση αδρανούς στην αναφλεξιμότητα Ανάλογα με το αδρανές επιτυγχάνεται διαφορετικό σημείο έναυσης. Συγκεκριμένα, η απόδοση του αδρανούς είναι ανάλογη της αγωγιμότητας του ρευστού. Υπό αυτές τις συνθήκες η αποδοτικότητα αυξάνει ως ακολούθως. Ν2 < HCL < Η2Ο < CO2 < BCF. Επίδραση σταγονιδίων στην αναφλεξιμότητα Η παρουσία σταγονιδίων εύφλεκτων ρευστών αυξάνει σημαντικά τα όρια αναφλεξιμότητας του μείγματος. Ως εκ τούτου ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δίδεται σε διεργασίες όπου δημιουργούνται σταγονίδια όπως π.χ διαδικασίες πλήρωσης δεξαμενής από την οροφή (splash filling). Χαρακτηριστικά, η τάση ατμών της βενζίνης είναι τέτοια που υπό συνθήκες ισορροπίας τα αέρια στην επιφάνεια δεξαμενής ανέρχονται σε 20% κ.ο με UEL τα 7.8% κ.ο. Πάραταύτα, εφόσον σχηματισθούν σταγονίδια, το μείγμα είναι διαιτέρως αναφλέξιμο ακόμα και σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. Επίδραση διαφορετικών οξειδωτικών μέσων στην αναφλεξιμότητα Τα περισσότερα ρευστά που αναφλέγονται παρουσία αέρα, αναφλέγονται και με την παρουσιά λοιπών οξειδωτικών μέσων όπως είναι το οξυγόνο, το χλώριο, τα νιτρώδη και νιτρικά οξείδια και μάλιστα σε ευρύτερα όρια. Επίδραση ταχύτητας Η ταχύτητα διαρροής και ανάμιξης με τον αέρα συνεπάγεται κλιμάκωση του περιστατικού έναυσης (εάν η διαρροή γινόταν με χαμηλή ταχύτητα) σε έκρηξη.

20 Οξειδωτική αποσύνθεση υλικών Υπό συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, καθαρά υλικά δύνανται να αποσυντεθούν και να καούν όπως οξείδιο του αιθυλενίου, αιθυλένιο, ασετιλίνη. Στην περίπτωση του οξειδίου του αιθυλενίου, διάδοση φλόγας μπορεί να λάβει χώρα σε ατμοσφαιρικές συνθήκες ακόμα και με μικρή ενέργεια πηγής έναυσης. Η οξείδωση λαμβάνει χώρα με μικρή φλόγα και αμελητέα επίπεδα υπερπίεσης. Από την άλλη, η ασετυλίνη απαιτεί πιέσεις της τάξης του 1.5 kg/cm2 g. Εκρηκτική τάση Για κάθε συγκεκριμένο μείγμα καυσίμου / οξειδωτικού μέσου, τα όρια εκρηκτικής τάσης είναι στενότερα σε σχέση με την τάση ανάφλεξης. Ως εκ τούτου, για κανένα λόγο δεν θα πρέπει να σχεδιάζεται διεργασία όπου η παρουσία εκρηκτικού μείγματος είναι σύνηθης. 3. Βάση ασφάλειας διεργασιών Με δεδομένη την επικινδυνότητα της εργασίας, και επειδή η καταστολή δεν είναι αρκετή, η ελαχιστοποίηση αν όχι εξάλειψη του κινδύνου είναι επιβεβλημένη. Οι τρόποι αύξησης της ασφάλειας διεργασιών στηρίζεται: Εξάλειψη επικίνδυνου υλικού εάν αυτό είναι εφικτό από την διαδικασία Αποφυγή λειτουργίας υπό εκρηκτικές ατμόσφαιρες o (Καθορισμός / έλεγχος LEL, UEL) o Καμία θερμή υπό την παρουσία LEL Κατασκευή συστημάτων ασφαλούς όδευσης εκτονούμενων αερίων (flare) Χρήση δοχείων ασφαλούς αποθήκευσης επικίνδυνων υλικών (π.χ δοχεία dumping HF) Εξάλειψη πηγών έναυσης o Τοποθέτηση φούρνων (Ανοιχτή φλόγα) ανάντη λοιπών δοχείων βάσει κατεύθυνσης ανέμου o Αποφυγή drain ρευστών όταν από κάτω υπάρχουν θερμές επιφάνειες o Αποφυγή συγκόλλησης όπου υπάρχει διαρροή καυσίμου o Αποφυγή χρήσης ηλεκτρονικών μη αντιεκρηκτικών συσκευών o Αποφυγή χρήσης ρούχων και γενικά υλικών που κάνουν στατικό εξοπλισμό (π.χ συνθετικά, μάλλινα) o Αποφυγή χρήσης μη αντιστατικών παπουτσιών o Χρήση μπρούτζινων εργαλείων o Τοποθέτηση πυροφορικού καταλύτη σε βαρέλια με ξηρό πάγο (CO2). o Καλή άτμιση πύργων όπου αναμένεται πυροφορικός σίδηρος Γ. Τοξικά - Καρκινογόνα αέρια/ υγρά / στερεά

21 Σειρά τοξικών αερίων, υγρών και στερεών χρησιμοποιούνται στο διυλιστήριο. Άλλα είναι ερεθιστικά για την αναπνοή και το δέρμα και άλλα δύνανται να αποβούν μοιραία για την ζωή εκείνου που τα χρησιμοποιεί. Σε κάθε περίπτωση και για κάθε υλικό θα πρέπει να γίνεται ανάγνωση των δελτίων ασφαλείας και χρήση των απαιτούμενων από τον προμηθευτή μέσων ατομικής προστασίας. Η χρήση χημικού δίχως τα απαραίτητα ΜΑΠ δεν είναι εξυπνάδα ούτε ικανότητα. Είναι βλακώδης προσέγγιση της ζωής μας και αδιαφορία για την οικογένεια μας. Χαρακτηριστικά τοξικά υλικά είναι: Η2S o Θάνατος HF o Εσω / Έξω εγκαύματα Θάνατος Η2SO4 o Εγκαύματα Θάνατος Καυστική o Εγκαύματα Θάνατος Μεταλλικοί καταλύτες o Καρκινογόνα Χημικά πρόσθετα o Καρκινογόνα (π.χ DMDS) Αν για κάποιο λόγο δεν έχετε τα απαραίτητα μέσα, ζητάτε να σας παρασχεθούν άμεσα και παραμένετε μέχρι να γίνει αυτό μακριά από το εν λόγω υλικό. Δ. Ασφυξιογόνα αέρια Χαρακτηριστικά ασφυξιογόνα αέρια που χρησιμοποιούνται στο διυλιστήριο είναι τα ακόλουθα: Άζωτο o Το άζωτο χρησιμοποιείται για την αδρανοποίηση εξοπλισμού στα πλαίσια Εξαγωγής πυροφορικού είτε καρκινογόνου καταλύτη. Επισκευή εξοπλισμού Εξοπλισμός πληρωμένος με άζωτο αποτελεί ελοχεύον κίνδυνο ιδίως κατά τα σταματήματα. CO2 o Το CO2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πυρόσβεση κτιρίων υπό φωτιά.

22 o Δύναται να υπάρχει σε διαρροή κυκλωμάτων όπως δοχείο Purge gas Inerger o Το inerger μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πυρόσβεση κτιρίων υπό φωτιά π.χ PIBs Σε κάθε σημείο όπου η συγκέντρωση οξυγόνου πέφτει κάτω του 21% κ.ο η χρήση μάσκας οξυγόνου είναι επιβεβλημένη. Ανάλυση κινδύνου - Στάδια Η βασική προσέγγιση της ανάλυσης κινδύνου περιλαμβάνει εν αρχή την αναγνώριση κινδύνου μιας διεργασίας βάσει λίστας μεγάλων ατυχημάτων. Οι επίπτώσεις και η συχνότητα των σχετιζόμενων ατυχημάτων είναι υψίστης σημασίας καθώς θα σημάνει την απόρριψη της εν λόγω τεχνολογίας είτε την απαίτηση λήψης κοστοβόρων μέτρων για επίτευξη ασφαλιστικών δικλείδων. Η πλέον διαδεδομένη διαδικασία ανάλυσης κινδύνου περιλαμβάνει 8 στάδια, ως αυτά διαμορφώθηκαν από την μητέρα αυτής ΑΒΒ. Κάθε στάδιο στοχεύει και σε διαφορετικό στάδιο σχεδιασμού, με το HazOp 3, να αποτελεί την πλέον διαδεδομένη συστηματική μελέτη που εφαρμόζεται σε νέες και υπάρχουσες μονάδες. Πρακτικά η κάτωθι περιγραφόμενη διαδικασία θα πρέπει να βρίσκει εφαρμογή περιοδικά κάθε 5 χρόνια και στην περίπτωση: 1. Μεταβολής της διεργασίας 2. Εγκατάστασης νέοου εξοπλισμού 3. Χρήσης νέων αντιδρώντων 4. Παραγωγής νέων ενδιάμεσων προιόντων 5. Μεταβολής του αριθμού εργαζομένων Συνοπτικά η διαδικασία περιλαμβάνει: 1. Hazard study 0 a. Feasibility & Development stage b. Εφαρμογή υφιστάμενων αρχών ασφαλείας, υγιεινής και περιβάλλοντος (SHE) - Επιλογή διεργασίας i. Ελαχιστοποίηση χρήσης επικίνδυνων υλικών ii. Ελαχιστοποίηση απορριμάτων 2. Hazard study 1 a. Feasibility & Development stage b. Πρώιμη συστηματική προσέγγιση i. Μελέτη ατυχημάτων ii. Μελέτη χημικών iii. Μελέτη νομοθεσίας

23 3. Hazard study 2 a. Feasibility & Development stage & Project definition b. Αναγνώριση κινδύνων c. Εκτίμηση κινδύνου i. Φωτιά ii. Έκρηξη iii. Τοξικό νέφος iv. Επιπτώσεις d. Μείωση κινδύνου i. Αποφυγή είτε ii. Δικλείδες ασφαλείας 4. Hazard study 3 a. Basic & Detail engineering b. Διαδικασία Guide worded c. Εντοπισμός αποκλίσεων επιπτώσεων προς επίλυση d. Χρονοβόρα διαδικασία e. Ομαδική δουλειά 5. Hazard study 4 a. Υλοποίηση κατά το στάδιο ανέγερσης b. Λίστα ελέγχων i. Σχεδιασμός εξοπλισμού 1. Έλεγχος μετατροπών σύμφωνα με το HazOp 3 2. Έλεγχος αποτύπωσης μετατροπών ως προέκυψαν από το HazOp Hazard study 5 a. Υλοποίηση κατά το στάδιο ανέγερσης και της δοκιμαστικής λειτουργίας b. Επί τόπου επιθεώρηση c. Λίστα ελέγχων περιλαμβάνει τα i. Συστήματα ασφαλείας ii. Συστήματα προστασίας προσωπικού iii. Συστήματα περιβαλλοντικού ελέγχου 7. Hazard study 6 a. Στάδιο κανονική λειτουργία b. Υλοποιείται 3 6 μήνες κατόπιν startup c. Αναγνώριση προβλημάτων d. Έλεγχος λειτουργίας αυτοματισμών trip 8. Hazard study 7 a. Αναθεώρηση διεργασίας b. Επανάληψη σταδίων 3 6

24 HazOp 0 Στόχος του HazOp 0 είναι η εξάλλειψη κινδύνου, προκειμένου να καταστεί εφικτή η ελάχιστη εξάρτηση από προστατευτικά μέσα. Χαρακτηριστηκά αναφέρει ο Trevor Kletz 1980 What you don t have, can t leak. O δε Henry Ford, αναφέρει από την δεκαετία των 1920s πως What you don t fit, costs nothing and needs no maintenance. Ως εκ τούτου πρόκειται για μελέτη που πραγματοποιείται στο feasibility stage ενός έργου. Αξιζει να σημειωθεί πως το κόστος μείωσης κινδύνου αυξάνει εκθετικά με το στάδιο ενός έργου. Η ομάδα που διενεργεί το HazOp απαρτίζεται από τους Leader, Business Manager, Project Manager, Process Engineer, Environmental advisor, Chemist. Η διαχείριση κινδύνου κατά το HazOp 0 κατηγοριοποιείται ως: 1. Εγγενής: Πλήρης αποδέσμευση από τον κίνδυνο με αντικατάσταση των υπό αντίδραση υλών, είτε μείωση των ποσοτήτων (Π.χ HF alkylation vs H2SO4 alkylation), είτε μεταβολή συνθηκών, είτε επιλογή ασφαλέστερου εξοπλισμού (π.χ sealess pumps). 2. Παθητική: Χρήση ανιχνευτών και μέσων συλλογής διαρροής 3. Ενεργητική:Χρήση αυτοματισμών για διακοπή παραγωγικής διαδικασίας. Χαρακτηριστικό είναι το ατύχημα του Βhopal το 1984: 1. Στο εργοστάσιο υπήρχαν αποθηκευμένοι 40mt MIC 2. Η αντίδραση MIC + H2O = Polymer ήταν ιδιαιτέρως εξώθερμη, ως εκ τούτου ιδιαίτερα επικίνδυνη 3. Τα εγκατεστημένα ασφαλιστικά λειτουργούαν ως όφειλαν 4. Ο αρχικός σχεδιασμός του flare ικανός για εξουδετέρωση τοξικού νέφους 5. Πάραταύτα, η εισαγωγή νερού από λάθος στην δεξαμενή MIC δεν είχε προβλεφθεί και το σύστημα ψύξης της δεξαμενής είχε αποξηλωθεί, με αποτέλεσμα την ισχυρά εξώθερμη αντίδραση που συνοδευόμενη από υπερπίεση του εξοπλισμού οδήγησε σε όδευση τοξικού νέφους στο εκτός λειτουργίας flare και κατ επέκταση στην ατμόσφαιρα. Το ατύχημα μπορούσε να αποφευχθεί χρήση διαφορετικής παραγωγικής διαδικασίας.

25 HazOp 1 Στόχος είναι η πρώιμη συστηματική μελέτη των ήδη γνωστών κινδύνων αναφορικά με μια διεργασία. Η εν λόγω ανάλυση συνιστάται σε κάθε έργο με «σημαντικό» ρίσκο καθώς αποτελεί την βάση για κατοπινές, πλέον συστηματικές μελέτες κινδύνου και αντιμετωπίζει ζητήματα που σχετίζονται με την εργονομία, την κατηγοριοποίηση της περιοχής (area classification κατά IEC) αναφορικά με τις απαιτήσεις που πρέπει να πληρεί ο ηλεκτρολογικός εξοπλισμός, τα απαιτούμενα συστήματα ασφαλούς εκτόνωσης καθώς και τους ελάχιστους αυτοματισμούς όδευσης της λειτουργίας σε ασφαλή κατάσταση. Η μελέτη πραγματοποιείται στο feasibility stage ενός project, με την διενεργούσα ομάδα να απαρτίζεται από τους Leader, Business Manager, Project Manager, Process Engineer, Site representative, Occupational Hygienist, Environmental advisor, Chemist Προαπαιτούμενα για μια επιτυχημένη μελέτη είναι η ύπαρξη των κάτωθι: 1. Λίστα χημικών ανά εξοπλισμό 2. Ιδιότητες χημικών 3. Λίστα κινδύνων ανα χημικό 4. Μέσα χειρισμού χημικών 5. Χημικές αντιδράσεις - Συμβατότητα 6. Επιλογή υλικών εξοπλισμού 7. Απαιτούμενη εκπαίδευση εμπειρία προσωπικού Πηγές πληροφοριών αποτελλούν: 1. Τα Δελτία ασφαλείας χημικών 2. Οργανισμοί a. b. Europa.eu.int/index_en.htm c. d. e. f. g. h. Eurunion.rg/legislat/chemical.htm i.

26 Αρχικά γίνεται περιγραφή των υφιστάμενων χημικών ποιοτικά και ποσοτικά Α/Α Χημικό Περιγραφή Φυσική κατάσταση Ποσότητα Α Οξυγόνο Τροφοδοσία με αγωγό, 0.5% v/v άζωτο Αέριο 15mt/hr Β Υδρογόνο Τροφοδοσία από φιάλη, 0.1ppm CO Αέριο 15kg/hr C Νερό Τροφοδοσία με αγωγό, Υγρό 25mt/hr 0.01 ppm Cl Κατόπιν πραγματοποιείται λίστα κινδύνων ανά χημικό: 1. -: Μη σημαντικός κίνδυνος 2. Κ: Γνωστός κίνδυνος 3. Μ: Κυρίως κίνδυνος 4.?: Άγνωστος κίνδυνος

27 Χημικό Α Β C Κίνδυνος Φωτιά Κ Κ - Έκρηξη - Μ - Στατικός ηλεκτρισμός - Κ - Σταθερότητα δομής - Κ - Τοξικότητα (Εισπνοή) Κ - - Λοιπές τοξικότητες Ερεθιστικό Δημιουργία ευαισθησίας στην έκθεση Χρόνια προβλήματα στην έκθεση Ακτινοβολία Οσμή Μόλυνση υδάτων Αέριοι ρύποι Μόλυνση εδάφους Αποικοδόμηση - - -

28 HazOp 2 Στόχος είναι η συστηματική μελέτη ανά τύπο κινδύνου, προκειμένου να επιτευχθεί η εξάλλειψη των κινδύνων με αλλαγή σχεδιασμού. Γίνεται αποσαφήνιση βασικών προστατευτικών δικλείδων διαδικασιών και εκκινεί η διαδικασία αξιολόγησης safety integrity level (SIL). Η μελέτη πραγματοποιείται στο feasibility stage & project definition ενός έργου και διενεργείται από ομάδα απαρτιζόμενη από τους Leader, Project Manager, Process Engineer, Plant Manager, Plant Supervisor Η διαδικασία εκκινεί από επικίνδυνο συμβάν χρήση των κάτωθι Guidewords: 1. Εξωτερική φωτιά 2. Εσωτερική φωτιά 3. Εσωτερική έκρηξη 4. Έκρηξη σε περιορισμένο χώρο 5. Φωτιά τύπου flash 6. Αμεσα τοξικό περιβάλλον 7. Χρόνια τοξικό περιβάλλον 8. Περιβαλλοντική μόλυνση 9. Βίαιη έκλυση ενέργειας 10. Ζήτημα γειτνίασης a. Θόρυβος b. Οπτικό πεδίο 11. Οικονομική επίπτωση Γίνεται έλεγχος ανά σενάριο αναφορικά με την πιθανότητα εμφάνισης βάσει της προκείμενης παραγωγικής διεργασίας: 1. Αντίδραση εκτός ελέγχου 2. Υπερπίεση 3. Μείωση πάχους εξοπλισμού 4. Διάρρηξη 5. Διαρροή 6. Μη νορμάλ λειτουργία a. Π.χ Καθαρισμός γραμμής με ατμό Steam blow out Εξετάζονται οι επιπτώσεις σε ενδεχόμενο συμβάν με γενικούς όρους: 1. Ασφάλεια 2. Υγεία 3. Περιβάλλον 4. Επιχείρηση

29 Κατόπιν λαμβάνεται απόφαση αναφορικά με το κατά πόσο ανεκτό ή μη είναι το ειλημμένο ρίσκο για την εταιρεία, αναλόγως πιθανότητας εμφάνισης: 1. 1 αστοχία σε 1000 χρόνια 2. 1 αστοχία σε χρόνια 3. 1 αστοχία σε χρόνια Εάν το ρίσκο δεν είναι ανεκτό εξετάζονται τα πιθανά μέτρα προστασίας: 1. Αλάρμ οργάνων 2. Trip οργάνων 3. Ασφαλιστικά 4. Emergency shut down Τα μέσα εκτάκτου ανάγκης: 1. Διαδικασίες αντιμετώπισης συμβάντος 2. Μέσα πυροπροστασίας 3. Βάνες απομακρυσμένου ελέγχου EBV 4. Ανιχνευτές 5. Bunding 6. Συστήματα εκτροπής Και ορίζονται ενέργειες για εξάλλειψη του κινδύνου, ελαχιστοποίηση επιπτώσεων, μείωση επιπτώσεων και μείωση συχνότητας. Κατηγορία Ορισμός Ασφάλεια Περιβάλλον 5 Καταστροφικό συμβάν Θανατηφόρο εντός και εκτός εγκατάστασης Μακροχρόνια μόλυνση Π.χ Chernobyl 4 Ιδιαιτέρως σοβαρό Τραυματισμοί εκτός Θάνατοι εντός MATTE 3 Μεγάλο συμβάν Τραυματισμοί εντός Πρόκληση ζημιάς στην πανίδα 2 Σοβαρό Περιορισμένος αριθμός τραυματισμών Υπέρβαση κανονισμών 1 Δευτερεύον Ιατρική περίθαλψη Οσμές Ενόχληση

30 Κατηγορία Ορισμός Συχνότητα Περιγραφή Α Πιθανό > 1/χρόνο Έχει συμβεί στην λειτουργία B Δυνατό 1/χρόνο 1/ 100 χρόνια Μπορεί να συμβεί C Λιγότερο πίθανο 1 /100 1/10000 χρόνια D Πολύ απίθανο 1 / / χρόνια Περιστατικά έχουν συμβεί σε παρόμοια τεχνολογία Απαιτείται η απώλεια πολλαπλών επιπέδων - Προβλέψιμο E Ιδιαιτέρως απίθανο < 1/ χρόνια Ισοδύναμο με θάνατο από κεραυνό Συμβάν Αίτια Επιπτώσεις Μέσα προστασίας Μέτρα εκτάκτου ανάγκης Ενέργεια Φωτιά Tank Farm Υπερπλήρωση Έναυση Φωτιά μεγάλης έκτασης Πιθανή Αλάρμ Υψηλής Στάθμης Ανιχνευτές Διαρροής Τοπικές υπηρεσίες Trip τροφοδοσίας με υψηλή Στάθμη έκρηξη Καπνιά

31 HazOp 3 Πρόκεται για την πλέον δομημένη μελέτη ποιοτικής ανάλυσης κινδύνου. Πραγματοποιείται όταν ο βασικός σχεδιασμός έχει υλοποιηθεί, καθώς η βεβιασμένη ένταξη του στο πρόγραμμα θα οδηγούσε σε διαρκείς επανασχεδιασμούς. Προαπαιτούμενη η ύπαρξη των σχεδίων τύπου Piping & Instrumentation (P&ID). Η ομάδα απαρτίζεται από τους: a. Project Engineer b. Commis. manager c. Process Engineer d. Study Leader & Scribe e. Control Engineer f. Operating supervisor g. Manufacturer s representative h. Operator Η μεθοδολογία προβλέπει τα κάτωθι στάδια: 1. Διαχωρισμός P&ID σε βρόγχους ελέγχου 2. Περιγραφή κάθε βρόγχου 3. Εφαρμογή guidewords για την ανάλυση αποκλίσεων ανά βρόγχο 4. Καταγραφή αίτιων απόκλισης στον βρόγχο υπό εξέταση 5. Καταγραφή επιπτώσεων οπουδήποτε στην μονάδα 6. Καταγραφή μέσων προστασίας στον υφιστάμενο σχεδιασμό 7. Περαιτέρω ενέργειες? 8. Καταγραφή των αποτελεσμάτων προς υλοποίηση Με τον όρο βρόγχος ελέγχου νοείται οιαδήποτε γραμμή μεταξύ κυρίως εξοπλισμού, είτε μεταξύ δοχείων, καθώς και βασικός εξοπλισμός όπως δοχεία και πύργοι απόσταξης. Ο διαχωρισμός των διαγραμμάτων P&IDs γίνεται ως ακολούθως: 1. Εισόδος σε δοχείο είτε πύργο πρώτα 2. Έξοδος κορυφής δοχείων είτε πύργων 3. Έξοδος πυθμένα δοχείων είτε πύργων 4. Πλευρικές γραμμές 5. Δοχείο είτε πύργος προς αναφορά 6. Αναπόφευκτα μικρή επικάλυψη βρόγχων

32 Η ανάλυση των αποκλίσεων από τον σχεδιασμό στηρίζεται στις κάτωθι Guidewords: 1. Ροή a. Μηδενική, Παραπάνω, Λιγότερη, Ανάποδη 2. Πίεση a. Παραπάνω, Λιγότερη 3. Θερμοκρασία a. Παραπάνω, Λιγότερη 4. Στάθμη a. Παραπάνω, Λιγότερη 5. Σύσταση a. Μη αναμενόμενη Λόγω της αναφοράς σε άλλο σενάριο, αναμένεται η επικάλυψη αποκλίσεων ως ακολούθως: 1. Παραπάνω ροή Παραπάνω στάθμη 2. Λιγότερη ροή λιγότερη στάθμη 3. Παραπάνω ροή Παραπάνω πίεση 4. Λιγότερη ροή λιγότερη πίεση 5. Παραπάνω ροή λιγότερη θερμοκρασία 6. Λιγότερη ροή παραπάνω θερμοκρασία Σημειώνεται πως η αναζήτηση αιτιών απόκλισης γίνεται εντός του βρόγχου ελέγχου (π.χ αστοχία κοντρόλ βάνας στάθμης στην γραμμή εξόδου πύργου, αστοχία οργάνου ροής (LIC FIC) στην υπό εξέταση γραμμή), πάραταύτσα, η αναζήτηση επιπτώσεων γίνεται οπουδήποτε στην μονάδα, (π.χ αστοχία αντλίας στην γραμμή εξόδου (βρόγχος 1) πύργου (βρόγχος 2) έχει ως αποτέλεσμα την πιθανήυπερπλήρωση του πύργου και την υπερπίεση αυτού) και πραγματοποιείται αγνοώνταςταεγκατεστημένα επίπεδα ασφαλείας. Κατόπιν της ανάλυσης, οι απαιτούμενες ενέργειες είναι συλλογική απόφαση της ομάδας και πρέπει ναείναι σε συμφωνία με κώδικεςκαι πρακτικές σχεδιασμού Π.χ ASME, API, κλπ/ Σημειώνεται πως η ομάδα συνιστά ενέργειες και δεν μελετά την εφαρμογή τους. Ακολούθως παρατίθεται τυπικό worksheet μιας μελέτης τύπου HazOp 3

33 Βρόγχος Απόκλιση Αίτια Επιπτώσεις Έπίπεδα Ενέργεια προστασίας Δεξαμενή Υψηλή στάθμη Αστοχία αντλίας εξόδου Ανθρώπινο λάθος χειροκίνητη βάνα κλειστή Πλήρωση δεξαμενής HCs στο dike Πιθανή φωτιά Πιθανή μόλυνση ποταμού High level tripping Pump Διαδικασία Εκπαίδευση Αναθεώρηση SIL επί High level trip