Riskanalys Avseende Ammoniakhantering Ishall, Stenungsund

Transkript

1 Riskanalys Avseende Ammoniakhantering

2 Beställare: Jan Schuman Stenungsunds kommun Stenungsund Beställarens representant: Jan Schuman Konsult: Uppdragsledare Teknikansvarig Handläggare Norconsult AB Box Göteborg Anna-Lena Frennborn Herman Heijmans Malin Spångberg Uppdragsnr: Filnamn och sökväg: Kvalitetsgranskad av: Tryck: n:\102\18\ \0-mapp\09 beskr-utredn-pmkalkyl\riskanalys Herman Heijmans Norconsult AB

3 3 (27) Innehållsförteckning Innehållsförteckning... 3 Sammanfattning Inledning Syfte Metod Resurser Avgränsningar Beskrivning av omgivning och anläggning Byggnader och omgivning Beskrivning av anläggningen Beskrivning av kylanläggningen Väder och klimat Hanterat ämne Ammoniak Sammanfattning Riskanalys Riskvärdering Skador på person Spridningsmodell Scenariobeskrivning Utsläpp och spridning utomhus Utsläpp inomhus i närbelägna byggnader Placering av kylmaskinrum Osäkerheter Slutsatser Referenser Bilaga 1 Illustrationskarta Nya Nösnäs idrottsområde Bilaga 2 Detaljerad scenariobeskrivning... 19

4 4 (27) Sammanfattning Riskanalysen har utförts i syfte att utreda risken för tredje person i och i nära anslutning till, de planerade ishallarna vid Sundahallen i Stenungsund, där kylanläggningen kommer att drivas med ammoniak som köldmedium. I denna riskanalys har riskerna beräknats på konservativa antaganden där scenarierna utgår från att hela kylsystemets innehåll läcker ut. Beräkningarna har gjorts för att få fram konsekvenserna i form av koncentration ammoniak, vid utsläpp för olika fall och på olika avstånd från en potentiell utsläppskälla. Beräkningarna har även tagit hänsyn till olika källstyrkor, varaktighet vid utsläppspunkter och väderförhållanden. Med beaktande av de konsekvenser som framkommit samt med hänsyn till de föreslagna säkerhetsåtgärderna bedöms risken för tredje person som tolerabel. Dock bör man beakta att överkänsliga personer kan få allvarligare skador än normalpersonen. Vid en eventuell insats av räddningstjänsten måste hänsyn tas till detta.

5 5 (27) 1. Inledning 1.1 Syfte Riskutredningen är gjord i syfte att kartlägga riskerna för tredje man som vistas i, eller i närheten av, den planerade ishallen i Stenungsund. De lagar och föreskrifter som reglerar bestämmelserna om Riskanalys vid användandet av Ammoniak i kylanläggningar är: Svensk Kylnorm Aggregat med Ammoniak, del 1-5, utgåva Plan- och bygglagen (1987:10) Anläggningen kan komma att prövas av Länsstyrelsen och faller under kriteriet farlig verksamhet enligt 2 kap. 4, Lag (2003:778) om skydd mot olyckor. Denna riskanalys anses uppfylla kraven enligt angiven paragraf. Anläggningen berörs dock inte av Lag (1999:381) om åtgärder för att förebygga och begränsa följderna av allvarliga kemikalieolyckor då den hanterade mängden giftig gas underskrider den nedre gräns på 5 ton som lagen innefattar. Kylanläggningen kommer endast kräva en hantering på kg ammoniak. 1.2 Metod För att bestämma riskerna av eventuellt utsläpp från kylanläggningen har beräkningarna utförts med hjälp av datamodellen ALOHA. Scenarierna är utvalda utifrån händelser kopplade till läckage på kylanläggningen. Läckagens påverkan på omgivningen har beräknats utifrån de ventilationssystem som leder förgasad produkt ut ur kylmaskinsrummet. Koncentrationerna som framkommit ur beräkningarna är jämnförda med Räddningsverkets riktlinjer för sannolika effekter av olika ammoniakkoncentrationers påverkan på exponerafe människor. 1.3 Resurser Riskanalysen är utförd av följande personer: Herman Heijmans Teknikansvarig, civ.ing. risk och miljö, Norconsult AB, Göteborg

6 6 (27) Malin Spångberg Miljöhandläggare, miljö och säkerhet, Norconsult AB, Göteborg Veronica Lindblom Miljöhandläggare, miljö och säkerhet, Norconsult AB, Göteborg 1.4 Avgränsningar Riksutredningen har enbart utförts för att studera risken för skador på tredje man i fall av olyckshändelse med kylanläggningen. Definitionen på tredje man i detta sammanhang är personer som vistas utomhus eller inomhus i den direkta omgivningen samt personer som befinner sig inne i ishallens publika delar..

7 7 (27) 2. Beskrivning av omgivning och anläggning 2.1 Byggnader och omgivning Den idag befintliga Sundahallen inrymmer lokaler för flera olika idrotts- och rekreationsformer. I direkt anslutning till hallen finns dessutom kommunens stora idrottsplats Nösnäsvallen, med fotbolls- och friidrottsanläggning samt en elbelyst grusbelagd fotbollsplan, tre tennisplaner och en omklädningspaviljong. Intill Sundahallen på den västra sidan ligger Nösnäsgymnastiet med cirka 1400 elever och 150 anställda. I söder gränsar Nösnäsområdet till ett skogs- och närrekreationsområde, se fig Figur 2.1 Sundahallen med omgivningar före planerad utbyggnation. (bild från eniro.se) Den planerade utbyggnationen av Sunddahallen inkluderar en ny entré, simhall, multihall samt två ishallar. I förhållande till den befintliga Sundahallens byggnad kommer dessa att placeras längs de östra och södra sidorna, se figur 2.2. För fullständig illustration av anläggningen med planerad utbyggnad se bilaga 1.

8 8 (27) N Figur 3.2 Illustration över planerad utbyggnad av Sundahallen. Befintliga byggnader i orange och planerade nya anläggningar i blått. (Figur från Detaljplan, Nya Nösnäs, idrottsområde, Stenungsunds kommun.) 2.2 Beskrivning av anläggningen Den nya entrén kommer att placeras längs med den befintliga Sundahallens östra sida, med entrédörrarna mot norr. Därefter kommer simhallen placeras, som i sin tur gränsar till multihallen. De bägge ishallarna kommer byggas längs Sundahallens södra sida. Ishall 1 kommer att ha läktare längs den norra långsidan. Under läktaren placeras ett antal klubbrum, förråd och ett sliprum. I anslutning till ishall 1 och Sundahallens västra sida kommer en mindre utbyggnad placeras med omklädningsrum. Ishall 2 utgörs enbart av en isrink, här finns inga läktare eller andra publika delar. Inom ishallarna finns också utrymmen för ismaskinen och kylanläggningen. 2.3 Beskrivning av kylanläggningen Kylanläggningen förväntas bli av typen indirekt verkande kylsystem där ammoniak endast finns som köldmedium i primärsystemet (d.v.s. inom kylmaskinrummet).

9 9 (27) Kylaggregatet, ett ishallsaggregat med en fyllnadsmängd på mellan kg ammoniak, placeras inom ett kylmaskinrum. Exakt placering av kylmagasinrummet i ishallen utgör en del av denna utredning. 3. Väder och klimat Stenungsunds kommun har kustklimat likt det i Göteborgs kommun. Det nära avståndet till havet medför ett relativt milt och nederbördsrikt klimat året om. De dominerande vindriktningarna inom Stenungsund är sydliga till västliga och utgör cirka 50 %. Därtill är även nordostlig vind relativt vanlig, cirka 12 %. En översikt över vindarnas riktning och fördelning går att se i vindrosen i figur 3.1. Den lokala topografin i området för Sundahallen och tänkta utbyggnaden kommer dock att påverka vindriktningen något. Sundahallen ligger precis norr om en skogbevuxen kulle som effektivt skyddar från vindar från söder. Det medför att vindar från sydväst vrider in mot väst då de måste runda kullen. Figur 3.1 Vindros över vindriktning samt fördelning i Stenungsund.

10 10 (27) 4. Hanterat ämne 4.1 Ammoniak I Räddningsverkets rapport Vägledning för riskbedömning av kyl- och frysanläggningar med ammoniak, 2000, är ammoniaks egenskaper väl beskrivna. Ammoniak är ett vanligt köldmedium i ishallar men beroende på dess farlighet vid högre koncentrationer måste den hanteras med respekt. Ammoniak är vid rumstemperatur och normalt tryck en färglös gas. Vid exponering kan den på grund av sin giftighet utgöra en risk för människor och miljö, även om dess karaktäristiska lukt utgör en tidig varningssignal. Ammoniak som används i kyl- och frysanläggningar är vattenfri, d.v.s. innehåller minst 99,96 % ammoniak. Redan vid låga koncentrationer och kort exponeringstid kan ammoniakgas irritera luftvägar och ögon, inandning ger hosta och sveda i luftvägarna. Höga koncentrationer kan ge frätskador på slemhinnor, ögon och hud. Kramp i andningsorgan kan utlösas samt andnöd och medvetslöshet men även långtidsskador i form av försämrad syn, blindhet eller nedsatt funktion av andningsorgan. I värsta fall kan dödsfall inträffa. Stänk av flytande ammoniak kan p.g.a. sin mycket låga temperatur orsaka köldskador på huden. Risken för bestående skador på t.ex. hornhinnan är mycket stor om droppar träffar ögonen. Ammoniak löser sig lätt i vatten under kraftig värmeutveckling. Ammoniakförorenat vatten måste förhindras att komma ut i avlopp och vattendrag, då fiskar och andra vattenorganismer är mycket känsliga för ammoniak. Redan låg koncentration och kortvarig exponering kan orsaka död eller förgiftning av vattenorganismer och flera fiskarter med LC50-värden på mindre än 1 mg/l. Utsläpp av ammoniak i luft kan ge upphov till svedning av skog och allvarlig påverkan på växter och djur. Vid projektering av lokal är det viktigt att alla potentiella läckageställen identifieras. Man bör också tänka igenom var blixtljus och sirener skall placeras för att säkerställa att personal blir uppmärksammade på faran och inte går in i något Ammoniakfyllt utrymme utan sätter sig i säkerhet enligt på förhand uppgjord plan. Vid montering av detektorerna måste man också ta hänsyn till hur lokalen ser ut, till- och frånluftsventilation etc. för att uppnå maximal täckning och för att undvika s.k. falsklarm. En översikt av effekten på människors hälsa vid olika koncentrationer kan utläsas ur tabell i bilaga 2.

11 11 (27) 4.2 Sammanfattning Sammanställning av Ammoniaks fysikaliska egenskaper samt riskfraser. Enhet CAS-nummer Eu-nummer Smältpunkt C -77,7 Kokpunkt C -33 Kritisk temp. C 132,4 Explosionsgränser vol-% Ångtryck vid 20 C bar 8,6 Riskfras R10, R23, R34, R50 Säkerhetsfras S9, S16, S26, S36/37/39, S45, S61 Märkning T, N Akut oral tox. LC50 ppm/1h 7338 Löslighet i vatten mg/l Hydrolyserar Riskfras Förklaring riskfras Säkerhetsfraser Förklaring säkerhetsfraser R10 Brandfarlig S9 Förvara gasflaskan på en väl ventilerad plats R32 Giftig vid inandning S16 Förvaras åtskilt från antändningskällor R34 R50 Frätande för ögon, andningsvägar och hud Mycket giftig för vattenorganismer S26 S36/37/39 S45 S61 Rökning förbjuden Vid ögonkontakt, skölj ögonen genast med vatten och sök medicinsk rådgivning. Använd lämpliga skyddshandskar samt skyddsglasögon eller ansiktsskydd. Vid olycksfall eller om du mår dåligt, sök genast medicinsk rådgivning (märkning visas där det är möjligt.) Undvik utsläpp till miljön. Läs särskilda instruktioner/varuinformations blad. Tabell 4.2 Fysiska egenskaper, risk- och säkerhetsfraser för ammoniak.

12 12 (27) 5. Riskanalys 5.1 Riskvärdering Värdering av risk utgår från de konsekvenser en olycka kan innebära samt med vilken frekvens dessa inträffar. Ur ett samhällsperspektiv uttrycks ofta risker utifrån kvantitativa acceptanskriterier. I Sverige finns inga formellt antagna kvantitativa acceptanskriterier. I de fall där sannolikheterna för olyckshändelser bedöms vara mycket låga och konsekvenserna visat sig vara begränsade, värderas risken i huvudsak utifrån konsekvensberäkningarna. Konsekvensen (uttryckt som koncentration, tid och avstånd) sätts i relation till de skadeeffekter som olika koncentrationer av ammoniak kan ge på människan. Aktuell riskanalys bygger på konservativa antaganden där aktuella scenarion utgår från händelsen att kylsystemets hela innehåll läcker ut. Mängden ammoniak i denna typ av anläggning ligger normalt mellan kg och beräkningarna utgår från den största mängden ammoniak, 75 kg. Beräkningarna bygger även på olika källstyrkor och varaktighet vid olika utsläppspunkter och väderförhållanden. 5.2 Skador på person Skador på person vid ett läckage är beroende av dosen, exponeringstid /koncentration. Exponeringstiden är avgörande för den dos som personer utsätts för och måste ställas i relation till de gränsvärden som studerats benämns som IDLH (Immediately Dangerous to Life or Health) och anger koncentration (ppm d.v.s. part per million) i luft kopplat till hälsoeffekter vid exponering. Nivåerna som använts vid beräkning är: 50 ppm, 300 ppm och 500 ppm, se tabell 5.1 nedan.

13 13 (27) Koncentration Effekt (ppm) 5 Luktgräns för många människor 25 Tydlig lukt, inga skadliga effekter för normalperson. 50 Inga skadliga effekter för normalperson, lukten känns tydlig av de flesta personer (luktgräns kan variera, 1-50 ppm) 100 Besvärande att vistas i utan andningsskydd, lindriga ögonirritationer 300 (IDLH) Maximal tolerabel utan allvarliga störningar Irritation av näsa och hals, ögonirritation, tårbildning. Personer kan omkomma om de är särskilt känsliga (t.ex. barn, astmatiker) Krampaktig hostning, svår ögonirritation Krampaktig andning, snabb kvävning. Tabell 5.1 Varaktighet av exponering - Maximalt tillåten koncentration för en arbetsdag (nivågränsvärde). Maximal tillåten koncentration för vistelse i 15 minuter (takgränsvärde), förlängd upprepad exponering framkallar inte några skador. - 1 timme. Sällsynt exponering upp till 1 timme orsakar vanligen ingen allvarlig påverkan. Ej tillåten koncentration, personer kan omkomma efter längre exponering. Ej tillåten koncentration, personer kan omkomma efter kortvarig exponering. Riktlinjer för sannolika effekter av olika ammoniakkoncentrationernas påverkan på exponerade människor. Källa: Vägledning för riskbedömning av kyl- och frysanläggningar med ammoniak, Räddningsverket. 5.3 Spridningsmodell Beräkningar av utsläpp har skett med hjälp av datamodellen ALOHA som är framtagen och utvecklad av US Enviromental Protection Agency (EPA) och national Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Beräkningsmodellen ALOHA ger generellt ett mycket konservativt resultat.

14 14 (27) 5.4 Scenariobeskrivning Val av scenarion har skett utifrån händelser kopplade till läckage på kylmaskinen. Läckagens påverkan på omgivningen har beräknats utifrån de två ventilationssystem som leder förgasad produkt ut ur kylmaskinsrummet. För detaljerad beskrivning se bilaga 2. Scenario 1. Läckage via säkerhetsventiler Genom en brand sker ett utsläpp via säkerhetsventilerna på kylsystemets högtrycksida. Beräkningar har genomfört med utgångspunkt i att säkerhetsventilens rör mynnar på 3 m respektive 10 m höjd. Det råder för området typisk väderlek. Scenario 2. Läckage via nödventiler Genom ett rörbrott sker ett utsläpp till maskinrum som ventileras automatiskt via nödventilationen. Beräkningar har genomfört med utgångspunkt i att på mynning av nödventilationens rör mynnar på 3 m respektive 10 m höjd. 5.5 Utsläpp och spridning utomhus Beräkningar visar att utsläpp via säkerhetsventiler(t.ex. på grund av brand) ger ett snabbt händelseförlopp med en stor mängd ammoniak under en kort tid med hög koncentration. Detta scenario kan räknas som värsta tänkbara händelse där koncentrationer kan upp gå till 500 ppm och ge allvarliga hälsoeffekter. Det är stor skillnad mellan placering av ventilmynning vid 3m och 10m. Placering av ventilationsmynning på 3 m höjd ger en fördubbling av läckagets spridning i närområdet jämfört med en placering på 10 m. Vid 3 m är området med en koncentration på 500 ppm dubbelt så stort som vid 10 m. Utsläpp via nödventilationen (t.ex. på grund av rörbrott) ger ett långsammare händelseförlopp under längre tid och innebär lägre koncentration vid utsläppet. Detta scenario ger inte de höga koncentrationerna på 500 ppm här ligger koncentrationerna på 50 ppm. Även detta scenario visar stora skillnader av spridning av läckage kopplat till placering av ventilationsmynning. Placering av ventilationsmynning på 3 m höjd ger en fördubbling av läckagets spridning i närområdet jämfört med 10 m. 5.6 Utsläpp inomhus i närbelägna byggnader För personer som vistas inomhus kan exponeringstiden för en viss koncentration vara längre än för personer utomhus, då luftomsättningen inomhus gör att ammo-

15 15 (27) niak dröjer sig kvar. Däremot är koncentrationen avsevärt lägre inomhus varför en låg dos kan förväntas. Det är av stor vikt att placering av friskluftintag och nödventilon och säkerhetsventiler beaktas vid planering av ishallen samt intilliggande idrotts- och aktivitetslokaler samt skola. Skadliga koncentrationer av ammoniak kan uppkomma i ishallen samt intilliggande idrotts- och aktivitetslokaler samt skola om friskluftsintag är placerat närmare än 10 m från mynning av nödventilation och säkerhetsventiler. 5.7 Placering av kylmaskinrum Placering av kylmaskinrum har en inverkan på risk för tredje man. Genom att strategiskt ta hänsyn till risker som finns vid planering och placering av kylmaskinrum kan risken för tredje man minska. Då den förhärskande vindriktningen i området är sydväst kommer ett eventuellt läckage att spridas åt nord/nordost. Kylrummet bör placeras så att ett eventuellt utsläpp i möjligaste mån inte får kontakt med persontät verksamhet. Detta medför att skulle ett läckage uppstå sprids läckaget bort från ishallen och intilliggande idrotts- och aktivitetslokaler samt skola. 5.8 Osäkerheter Beräknade halter av utsläppet utgår från koncentrationen mitt i gasmolnet. Dosen varierar kraftigt mellan ett kontinuerligt utsläpp och ett mer eller mindre momentant utsläpp. Koncentrationen varierar också kraftigt från gasmolnets mitt till dess yttre gränser. Scenarier med stora momentana läckage innebär mycket hastiga förlopp där ammoniaken i systemet töms ut på mycket kort tid med höga koncentrationer. Den korta utsläppstiden medför även att den höga koncentrationen snabbt späds ut på några minuter. Vädret och vindstyrka påverkar också utspädning av koncentrationen i gasmolnet. Låg vindstyrka kan medföra att gasmolnet ligger kvar längre. Vid höga vindhastigheter går utspädningen av gasmolnet fortare.

16 16 (27) 6. Slutsatser Förslag till riskreducerande åtgärder Kylmaskinrum i egen brandcell EI 60. Utsläppspunkter från nödventilationen och säkerhetsventiler för ammoniak från kylanläggningen skall vara placerade minst 10 m över marknivå. Utsläppsriktning skall vara vertikalt uppåt. Friskluftsintag för ishallen och kringliggande byggnader skall vara placerade minst 10 m från utsläppspunkterna för nödventilation och säkerhetsventiler. Ammoniakdetektor med larmfunktion kopplat till: o nöd- och säkerhetsventiler o Jourhavande driftpersonal och räddningstjänst Dörrstängare på dörrar till det fria, samt in till ishallen från kylmaskinrummet. Sluss mellan kylmaskinrum och ishall rekommenderas. Rutiner MTO-åtgärder i enlighet med Svensk Kylnorm. All lossning av ammoniak skall ske inom kylmaskinrummet. Ett riskområde på m radie bör upprättas vid läckage. Inom detta avstånd kan skador förväntas vid större utsläpp. Tydlig information till personal som vistas i eller utanför anläggningen om riskerna med ammoniak och larmrutiner. Kylmaskinrummet måste hållas fritt från brännbart gods och får inte användas som förråd. En brand i kylmaskinrummet kan leda till okontrollerade utsläpp och även antändning av ammoniak.

17 17 (27) 7. Referenser Detaljplan för Nya Nösnäs, idrottsområde, Del av Nösnäs 1:284, Stenung 4:109 m.fl., Stenungsunds kommun, Räddningsverkets rapport Vägledning för riskbedömning av kyl- och frysanläggningar med ammoniak, Norconsult AB Miljö och Säkerhet Herman Heijmans Malin Spångberg

18 18 (27) Bilaga 1 Illustrationskarta Nya Nösnäs idrottsområde

19 19 (27) Bilaga 2 Detaljerad scenariobeskrivning Vid nödventilation Händelse Läckage via nödventilation Källstyrka 0,08 kg/s 0,08 kg/s Utsläppshöjd 3 m 10 m Vindhastighets (m/s) 3 3 Utsläppets varaktighet 14 min 14 min Utsläppt mängd 75 kg 75 kg Avstånd inom vilket koncentrationen för följande gränsvärden överskids utomhus 50 ppm 100 m 69 m IDLH 300 ppm - - IDLH 500 ppm - - Tabell 1 Spridningsberäkning av nödventilation vid 3 och 10 m höjd. Nödventilation, 3 m Figur 1 Visar spridning av ammoniak vid 3 m höjd från säkerhetsventilation.

20 20 (27) Figur 2 Grafen visar hur inomhuskoncentrationen i närliggande byggnader påverkas vid eventuellt utsläpp, blå linje. Vid en utsläppshöjd på 3 m av 0,08 kg ammoniak uppstår ingen fara för normalperson som befinner sig i närliggande byggnad, dock kan viss ammoniaklukt kännas av.

21 21 (27) Nödventilation, 10 m Figur 3 Visar spridning av ammoniak vid 10 m höjd från nödventilation. Vid 10 meters höjd bildas ingen högre koncentration

22 22 (27) Figur 4 Grafen visar hur inomhuskoncentrationen i närliggande byggnader påverkas vid eventuellt utsläpp, blå linje. Vid en utsläppshöjd på 10 m av 0,08 kg ammoniak uppstår ingen fara för normalperson som befinner sig i närliggande byggnad, dock känns ammoniaklukt av.

23 23 (27) Vid säkerhetsventil Händelse Läckage via säkerhetsventil på hötryckssidan Källstyrka 0,51 kg/s 0,51 kg/s Utsläppshöjd 3 m 10 m Vindhastighets (m/s) 3 3 Utsläppets varaktighet 2,5 min 2,5 min Utsläppt mängd 75 kg 75 kg Avstånd inom vilket koncentrationen för följande gränsvärden överskids utomhus 50 ppm 369 m 273 m IDLH 300 ppm 147 m 97 m IDLH 500 ppm 113 m 61 m Tabell 2 Sammanställning av scenarier och resultat för utsläpp via säkerhetsventiler. Säkerhetsventil, 3 m Figur 5 Visar spridning av ammoniak vid 3 m höjd från säkerhets ventilation. Upp till 113 m från läckage finns risk för svårt skadade.

24 24 (27) Figur 6 Grafen visar hur inomhuskoncentrationen i närliggande byggnader påverkas vid eventuellt utsläpp, blå linje. Vid en utsläppshöjd på 3 m av 0,51 kg ammoniak blir lukten tydlig men har ingen skadlig effekt för normalperson, dock finns risk för viss skadlig effekt på astmatiker och känsliga personer, vilket bör uppmärksammas av Räddningstjänsten.

25 25 (27) Säkerhetsventil, 10 m Figur 7 Visar spridning av ammoniak vid 10 m höjd från säkerhetsventilation. Upp till 61 m från läckage finns risk för svårt skadade.

26 26 (27) Figur 8 Grafen visar hur inomhuskoncentrationen i närliggande byggnader påverkas vid eventuellt utsläpp, blå linje. Vid en utsläppshöjd på 10 m av 0,51 kg ammoniak uppstår ingen fara för normalperson som befinner sig i närliggande byggnad, dock kan tydlig ammoniaklukt kännas av.

27 Norconsult AB Theres Svensson gata 11 Box 8774, Göteborg , fax