This project is funded by the European Union Projekat finansira Evropska Unija

1. This project is funded by the European Union Projekat finansira Evropska Unija ANALIZA SCENARIJA UDESA I NJIHOVIH POSLEDICADr Antony Thanosinženjer tehnologijeantony.thanos@gmail.com Project implemented by Human Dynamics Consortium Projekat realizuje Human Dynamics Konzorcijum

2. Okvir analize rizika Identifikacija opasnosti Scenarija udesa Analiza posledica Verovatnoća udesa Mere smanjenja rizika NE DA Prihvaćen rizik Procena rizika KRAJ

3. Identifikacija opasnosti obično određuje očekivano oslobađanje, ne i krajnji efekat udesa (“top event”) • Tipična scenarija oslobađanja prema tipu opreme koja je otkazala: • Cevi • Težak kvar (Pucanje cevi u punom prečniku–FBR- ili potpuno odvajanje) • Delimični kvar (prečnik otvora jednak prečniku jednog dela cevinpr. 20%)

4. Tipična scenarija oslobađanja prema tipu opreme koja je otkazala (nast.) : • Oprema pod pritiskom (procesni sudovi, rezervoar, cisterna) • Težak kvar: “momentalno” pucanje (potpuno oslobađanje sadržine za kratko vreme npr. 3-5 min) • Mehanički kvar: ekvivalentni otvor do npr. 50 mm • Neznatno curenje (npr. korozija), manji otvor sa ekvivalentnim prečnikom odnpr. 20 mm)

5. Tipična scenarija oslobađanjaprema tipu opremekoja je otkazala (nast.) : • Oprema pod pritiskom i prateća oprema • Oslobađanje iz PSVa • Oštećenje cevi za povezivanje (kao za navedene cevi) • Pumpe/ kompresori • Oslobađanje iz PSVa • Curenje iz zaptivke (ekvivalentni mali otvor prečnika, na pr. 20 mm)

6. Tipična scenarija oslobađanjaprema tipu opremekoja je otkazala (nast.): • Atmosferski rezervoari za tečno gorivo • Paljenje u rezervoaru sa pokretnim krovom (požar u rezervoaru) • Paljenje u rezervoaru sa fiksnim krovom (požar u rezervoaru) • Kvar na rezervoaru uz ispuštanjeu tankvanui požar u tankvani kao posledica (požar u tankvani)

7. Scenarija najgoreg mogućeg slučaja • Mada je verovatnoća mala, od ključnog su značaja za planiranje upotrebe zemljišta i planiranje zaštite od udesa • Potrebno je izraditi najgori mogući scenario za različite delove postrojenja (prema tipu aktivnosti): • Svaka proizvodna jedinica • Rezervoar-farma • Pokretne jedinice (ranžirne stanice-drumske/železničke, luke)

8. Najgori mogući scenario (nastavak) • Najgori mogući scenario u različitim delovima postrojenja: • Težak kvar na opremi (procesni sudovi, rezervoar, cisterna) sa zalihama u maksimalnom kapacitetu • Težak kvar na cevi:Potpuno pucanje cevi (FBR)/Potpuno odvajanje), naročito za postrojenja za manipulaciju (ulazne/izlazne cevovode, creva / grane za pretakanje)

9. Najgori mogući scenario (nast.) • Najgori mogući scenario u različitim delovima postrojenja : • Za rezervoare za tečno gorivo, požar u: • Rezervoarima najvećeg prečnika • Tankvanamasa najvećim ekvivalentnim prečnikom

10. Najgori mogući scenario (nast.) • Prilikom razvoja scenarija/oslobađanja najgoreg mogućeg slučaja, uzimaju se u obzir sledeći faktori: • Različiti uslovi rada postrojenja (P/T/faza) npr. : • Za cevovod tečnog gasa, najgori slučaj se obično očekuje usled kvara na cevi u tečnoj fazi • Za tečni naftni gas, najgori slučaj se obično očekujeod čistog propana u odnosu na butan (usled višeg pritiska)

11. Najgori mogući scenario (nast.) • Kriterijumi odabira scenarija najgoreg mogućeg slučaja (nast.): • Različiti uslovi rada postrojenja (P/T/faza) npr. (nast.) : • Manji rezervoar amonijaka pod pritiskom može da izazove dalekosežnije posledicenego veći rezervoar rashlađenog amonijaka

12. Najgori mogući scenario (nast.) • Prilikom razvoja scenarija/oslobađanja najgoreg mogućeg slučaja, uzimaju se u obzir sledeći faktori : • Različite materije, npr.manji rezervoar vrlo toksičnematerije može da izazove dalekosežnije posledicenego veći rezervoar toksične materije • Blizina granica lokacije, posebno ako su ugroženi objekti blizu

13. Najgori mogući scenario (nast.) • Scenarija najgoreg mogućeg slučaja: Samo jedan kvar se može desiti u određeno vreme • Nema istovremene pojave efekata udesa, npr. BLEVE zahvati samo jedan rezervoar na farmi rezervoara za TNG u određenom trenutku • Nema duplog ispuštanja sadržaja, npr.u rezervoarima sa rashladnim fluidom i sa sekundarnom tankvanom, računa se samo ispuštanje iz primarne tankvane, ako nema nekih posebnih razloga

14. Modeli stopa ispuštanja tečnosti i gasova iz posuda • Ispuštanje tečnosti (Bernulijeva jednačina) • Oslobađanje gasova (adijabatska ekspanzija u otvoru) • Oslobađanje tečnih gasova: • Faza oslobađanja gasa, kao za uobičajene gasove • Faza oslobađanja tečnosti, specijalni dvofazni modeli oslobađanja materija koji treba da se koriste, uzimajući u obzir ravnotežu (ili ne) u trenutku oslobađanja • Isparavanje iz bara: složeni modeli, uzimajući u obzir: tip podloge, svojstva supstance, atmosferske uslove itd. Φωτιά λίμνης LNG

15. Identifikacija opasnosti obično određuje očekivano oslobađanjea ne “top event” (krajnji udes) • Primer: Ispuštanje TNG-a (gasna faza) iz rezervoara identifikovanog u HAZOP analizi. Mogu da se razviju različiti tipovi“top event” događaja (plamen u mlazu, intenzivni plamen, eksplozija oblaka pare) • Analiza posledice zahteva preciziranje “top event” događaja • Nedostatak se nadomešćuje tehnikama kao što je “Razvoj događaja” (dijagram toka događaja)

16. Razvoj događaj (“dijagram toka događaja”) • Identifikovan logički razvoj početnog oslobađanja, kao i njegov ishod (“top event”) • “Top event” događaji identifikovani po početnom oslobađanju (npr. mlazni plamen posle otkazivanja cevi usled korozije). • Tehnika u graničnom delu identifikacije opasnosti, analiza posledica

17. Razvoj događaj (“dijgram toka događaja”) (nast.) • Primer: Faza oslobađanja gasa iz rezervoara za TNG

18. Analiza posledica Tip udesa Scenarijaoslobađanja Opasnost Identifikacija Događaj razvoj (stablo) Modeli prostiranja Modeli oslobađanja Rezultati posledice Kvantifikacija oslobađanja Požar, Modeli eksplozije Domino efekat Ograničenja analize posledice

19. Glavne kategorije “top event” događaja Početni događaj “Top event” Posledice Fire Fire Požar Toplotna radijacija Thermal Radiation Thermal Radiation Oslobađanje opasne materije Eksplozija Nadpritisak Toxic dispersion Prostiranje toksičnih materija Toksičniefekti Toxic effects

20. Požar • Faza paljenja zapaljivih tečnosti Glavnaposledica Toplotna radijacija Požar na rezervoaru sa tečnim gorivom

21. Karakteristike požara u zapaljenoj lokvi • Ograničen (rezervoar za tečno gorivo/požar u tankvani) / Neograničen (Otkaz rezervoara za tečni naftni gas –bez tankvane) • Dimenzije požara u zapaljenoj lokvi(prečnik, dubina) • Visina požara, nagib na jednu stranu • Srednja do niske emisione snage (termički izlaz, do 60 kW/m2) • Dugotrajan (od sati do dana) • Stopa sagorevanja Φωτιά λίμνης LNG

22. Modeli požara • Stopa sagorevanja po površini lokve zasniva se na empirijskim proračunima (Burges, Mudan itd.) • Dimenzija plamena iz empirijskih proračuna (Thomas, Pritchard itd.) • Modeli radijacije: • Tačka izvora • Oblik plamena se ne uzima u obzir • Smatra se da se deo energije iz sagorevanja prenosi u „središte lokve“ Φωτιά λίμνης LNG

23. Prečniklokve Visina plamena Dubina lokve • Modeli požara • Postojan plamen, radijacija koja se emituje preko plamena, površina, proračun zasnovan na: obliku plamena, daljini (Faktoru pregleda), emisionim kapacitetima Φωτιά λίμνης LNG

24. Vatrena lopta, BLEVE (Eksplozija pare nastale usled ključanja tečnosti) • Brzo oslobađanje i paljenje zapaljivih materija pod pritiskom na temperaturi višoj od normalne tačke ključanja Glavna posledica Termička radijacija • Sekundarne posledice: • Fragmenti (krhotine) • Nadpritisak TNG BLEVE (Crescent City) Φωτιά λίμνης LNG

25. Karakteristike i modeli BLEVE • Radijus vatrene lopte • Trajanje (do otprilike 30 sekundi, čak za veoma velike rezervoare) • Veoma visoka emisiona snaga (reda veličine 200-350 kW/m2 • Radijus i trajanje su u vezi sa sadržajem rezervoara Φωτιά λίμνης LNG

26. Karakteristike i modeli BLEVE (nast.) • Model radijacije u postojanom plamenu, radijacija emitovana prekopovršine vatrene lopte, proračun zasnovan na: obliku lopte u dodiru sa zemljištem, daljini (vidite faktor), emisionoj moći vatrene lopte Razvoj BLEVE Φωτιά λίμνης LNG

27. Plameni mlaz • Paljenje gasa ili dvofazno ispuštanje materija iz opreme pod pritiskom Glavnaposledica Toplotna radijacija Testiranje propanskog plamenog mlaza Φωτιά λίμνης LNG

28. Plameni mlaz, karakteristike i modeli • Oblik membrane, dimenzije iz empirijskih proračuna • Dugotrajan (minuti do sati, zavisi od izolacije izvora) • Veoma visoka emisiona snaga (reda veličine od 200 kW/m2) • Stopu sagorevanja određuje brzina oslobađanja • Model postojanog plamena, zračenje koje se emituje na površini plamena, proračun zasnovan na: obliku (cilindar), daljini (faktor vidljivosti), emisionoj snazi Φωτιά λίμνης LNG

29. Rasejavanje parnog oblaka(gas) • Neutralno prostiranje (kao iz dimnjaka) • Disperzija teškog gasa, npr. ispuštanje gasa koji je pod pritiskom doveden u tečno stanje, kao što je lučaj TNG-a. Parni oblakse dugo zadržava iznad zemlje Oblak od propana Ponašanje teškog gasa Φωτιά λίμνης LNG

30. Rasejavanje parnog oblaka(gas) (nast.) • Stepen: dimenzije, niz vetar/bočni vetar do određenih krajnih tačaka (koncentracija) • Krajnje tačke: • Zapaljive materije: LFL, ½ LFL • Smrtni slučajevi očekivani unutar ograničenja oblaka gde je paljenje moguće (Flash fire) zbog toplotnog zračenja i paljenja tkanine • Toksične materije: nekoliko krajnjih tačaka toksičnosti (na pr. IDLH, LC50) Φωτιά λίμνης LNG

31. Rasejavanje parnog oblaka(gas) (nast.) • Važni parametri: • Uslovi oslobađanja: svojstva materija, protok, prečnik otvora, pritisak, temperatura, visina tačke oslobađanja, pravac oslobađanja (naviše –PSV, horizontalni) • Meteorološki uslovi: atmosferska klasa stabilnosti (A-F), brzina vetra, temperatura, vlažnost • Tip područja: ruralni/industrijski/urbani Φωτιά λίμνης LNG

32. Modeli rasejavanja parnog oblaka (gasa) • Pasivno (neutralno) rasejavanje: Gausov model • Rasejavanje teškog gasa: posebni modeli kompleksa • Dimni gasovi: Gausov model izmenjen za efekte pojave oblaka Φωτιά λίμνης LNG

33. Eksplozija parnog oblaka (VCE) • Odloženo paljenje zapaljivog parnog oblaka pod delimičnim ograničenjem (prepreke unutar oblaka) stvarajući nadpritisak u frontalnom prostirnju plamena Glavnaposledica Nadpritisak • Sekundarne posledice: • Fragmenti (na pr. slomljeno staklo) VCE rezultati (Flixborough) Φωτιά λίμνης LNG

34. Eksplozija parnog oblaka (VCE) • Vrlo kratko trajanje (sekunde) • Modeli (nekoliko pretpostavki koje se koriste u svakom modelu) • TNT ekvivalentnosti : • Jednostavan, zasnovan na eksplozivnim efektima • Deo energije dobien sagorevanjem pripisuje se razvoju nadpritiska • Visok stepen nesigurnosti u pogledu vrednosti frakcije i u smislu količine zapajlivih materija koje treba koristiti Φωτιά λίμνης LNG

35. Eksplozija parnog oblaka (VCE) (nast.) • Modeli (nast.) • TNO Multi-energija : • Samo deo površine oblaka se uzima u obzir • Složena empirijska pravila za definisanje dela površine i jačine eksplozije • Nadpritisak se uzima iz Bergovog grafikona koji koristi Sachovo rastojanje Φωτιά λίμνης LNG

36. Eksplozija parnog oblaka(VCE) (nast.) • Modeli (nast.) • Baker-Strehlow-Tang • Slični modelu TNO Multi-energija • Tip reaktivnosti gasa se takođe uzima u obzir zajedno sa gustinom prepreke • Nadpritisak se uzima iz grafikona koji koristi Sachovo rastojanje Φωτιά λίμνης LNG

37. Uticaji • Probit funkcije • Odnos verovatnoće za određeni nivo štete (npr. opekotina 2. stepena, smrt) i vrednost uzroka (npr. toplotna vrednost doze) • P = (Pr), Pr = A + B ln(D), • P : verovatnoća • Pr : probit vrednost •  : standardna funkcija verovatnoće sa probit vrednosti • A, B : probit konstante za specifičnu štetu • D : vrednost uzroka Φωτιά λίμνης LNG

38. Uticaji (nast.) • Toplotno zračenje • Uticaji zavise od fluksa toplotnog zračenja i trajanja izloženosti, na pr. • Termički izlaz radijacije 37,5 kW/m2 : • Oštećenje na opremi posle 20 minuta • 100% smrtnost za 1 minut • 1% smrtnost za 10 sekundi Φωτιά λίμνης LNG

39. Uticaj (nast.) • Termička radijacija (nast.) • Najbolja praksa je korišćenje termičke doze: • TDU = Q4/3 t • Q (W/m2), emisiona snaga (termički izlaz radijacije) u plamenu/površina vatrene lopte • t (sek), vreme izlaganja: • BLEVE događaj: trajanje BLEVE • Drugi događaji: vreme izbegavanja, obično 0,5-1 minuta Φωτιά λίμνης LNG

40. Uticaj (nast.) • Termička radijacija (nast.) • Probit konstante dostupne u literaturi za više nivoa oštećenja usled termičke radijacije • Krajnje tačke za termičku radijaciju obično definisane za uticaj (npr. smrtni efekti, trajno oštećenje) na ljude • Uticaji na objekte obično korisni samo za Domino efekte Φωτιά λίμνης LNG

41. Uticaji (nast.) • Toksični efekti • Koncept doze: Doza= Cn t • C, koncentracija • t, vreme izlaganja (od 30-60 minuta) • n, eksponent koji zavisi od materije (dostupan u literaturi, za nekoliko toksičnih materija, obično 1-2) Φωτιά λίμνης LNG

42. Uticaji (nast.) • Toksični efekti (nast.) • Probit konstante dostupne u literaturi za više toksičnih materija • Definicije krajnjih tačaka toksičnih materija moraju da uključe vreme izlaganja, npr. LC50 (30 min) • Podaci o toksičnosti u literaturi moraju da se prilagode za ljude i za konkretno vreme izlaganja, npr. podaci u literaturi za LC1 (2 sata) na pacovima moraju da se podese na LC50 (30 min) za ljude Φωτιά λίμνης LNG

43. Uticaji (nast.) • Nadpritisak • Uobičajene krajnje tačke definisane na osnovu konstantnih vrednosti za očekivane uticaje na objekte (manja oštećenja, teža oštećenja, itd.) • Uticaji na ljude su prisutniji pri sličnom ili višem nadpritsku nego kada je reč o objektima Φωτιά λίμνης LNG

44. Uticaji (nast.) • Životna sredina • Nema široko korišćenih kvantitativnih modela za procenu uticaja na životnu sredinu • Ponekad se primenjuju kvalitativni modeli • Nema jedinstvenog pristupa članica EU u vezi sa ovim pitanjem Φωτιά λίμνης LNG

45. Rizik: Verovatnoća nanošenja štete usled udesa • Verovatnoća smrtnosti od groma je 10-7godišnje (1 osoba na 10.000.000 osoba smrtno strada od udara groma na godišnjem nivou) • Pojedinačan rizik: Rizik od nastajanja štete usled udesa, na određenoj lokaciji, nezavisno od ugroženih objekata • Primer: Rizik od smrtnih posledicausled termičke radijacije na udaljenosti od 100 m od rezervoara za benzinzahvaćenog požarom je 10-6godišnje

46. Rizik za zajednicu: • Odnos između učestalostii broja ljudi koji pretrpe štetu usled udesa • Procena zabrinutosti od mogućnosti daviše od jednog pojedincaistovremeno pretrpi štetu od udesa

47. Posledica/Prihvatanje rizika u EU • Pristup koji uzima u obzir verovatnoću • Granice se obično postavljaju za pojedinačan rizik • Velika zavisnost od kvaliteta podataka • Razlike u podacima iz različitih izvora (na pr. “failure rates” in UK i Holandiji, ili za probit funkciju toksičnih materija) • Obično zahteva veliki broj scenarija • Za efikasnu implementaciju potreban poseban softver

48. Posledica/Prihvatanje rizika u EU (nast.) • Deterministički pristup • Jednostavnije za implementaciju • Bez verovatnoće udesa • Traži se manji broj scenarija • Konzervativniji • Uključena scenarija najgoreg mogućeg slučaja • Zone bezbednosti obično postavljene u skladu sa Zonama za planiranje zaštite od udesa

49. Posledica/ Prihvatanje rizika u EU (nast.) • Hibridni pristup • Primena opsega verovatnoće • Rezultati nisu u jakoj vezi sa kvalitetom vrednosti verovatnoće • Kriterijumi prihvatljivosti definisani Matricom rizika • Bliži pristupu korišćenja priručnika

50. Posledica/ Prihvatanje rizika u EU (nast.) • Nema jedinstvene metodologije u određivanju vrednosti rizika • Nema jedinstvenog pristupa kod percepcije rizika (samo ugroženi objekti su uzeti u obzir u Holandiji) • Raznovrsnost u graničnim vrednostima za isti pristup • Nema uvek jedinstvenih pristupa za izdavanje integrisanih dozvola, planiranje upotrebe zemljišta i planiranje zaštite od udesa