SKÖVDE RISKUTREDNING AVSEENDE AMMONIAK- OCH GASOLHANTERING Malmö 2012-05-25 ÅF-Infrastructure AB / Avd. Brand och Risk Borlänge Borås Göteborg Helsingborg Karlstad Malmö Stockholm Hallenborgs gata 1A, Box 585, 201 25 Malmö. Telefon: 010-505 00 00. Fax 010-505 38 01 Org.nr 556185-2103. Säte i Stockholm. Certifierat enligt SS EN ISO 9001 & 14001. Internet www.afconsult.com.
ÅF-Infrastructure AB Avd. Brand och Risk BORLÄNGE BORÅS GÖTEBORG HELSINGBORG KARLSTAD MALMÖ STOCKHOLM DOKUMENTINFORMATION OBJEKT / UPPDRAG avseende ammoniak- och gasolhantering UPPDRAGSGIVARE Cato Gustafsson, UPPDRAGSNUMMER 538596 UPPDRAGSANSVARIG Fredrik Zachrisson Riskingenjör HANDLÄGGARE Ola Cederfeldt Civilingenjör Riskhantering / Brandingenjör INTERNGRANSKNING Christina Nilsson Civilingenjör Riskhantering / Brandingenjör DATUM DOKUMENTSTATUS/VERSION 2012-05-25 utgåva 1
Sida 3 (73) INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING... 4 1 INLEDNING... 7 1.1 SYFTE... 7 1.2 METOD... 7 1.3 RESURSER... 8 1.4 AVGRÄNSNINGAR... 9 2 BESKRIVNING AV OBJEKT... 10 2.1 RISKOBJEKT OCH ANLÄGGNING... 10 2.2 SKYDDSOBJEKT... 12 3 FÖRUTSÄTTNINGAR KONSEKVENSANALYS... 14 3.1 GENERELLT... 14 3.2 KRITERIER AMMONIAK... 14 3.3 KRITERIER GASOL... 15 3.4 HÄNDELSER AMMONIAK... 15 3.5 HÄNDELSER GASOL... 17 3.6 INDATA - VÄDER OCH KLIMAT... 19 4 BERÄKNINGAR KONSEKVENSANALYS AMMONIAK... 21 4.1 BERÄKNINGAR AMMONIAK - SPRIDNINGSMODELL... 21 4.2 SCENARIOBESKRIVNING... 21 4.3 OSÄKERHETER... 26 4.4 KÄNSLIGHETSANALYSER... 27 5 BERÄKNINGAR KONSEKVENSANALYS GASOL... 30 5.1 BERÄKNINGAR GASOL HANDBERÄKNINGAR... 30 5.2 SCENARIOBESKRIVNING GASOL... 30 5.3 OSÄKERHETER OCH KÄNSLIGHETSANALYSER... 36 6 RISKVÄRDERING... 37 6.1 ALLMÄNT... 37 6.2 VÄRDERING AV RISKEN... 37 6.3 BEHOV AV ÅTGÄRDER... 41 7 SLUTSATSER... 43 8 REFERENSER... 44 9 LITTERATUR... 44 BILAGA A SPRIDNINGSGRAFER... 45 BILAGA B EXEMPEL PÅ SKADEUTFALL FRÅN MSB RIB - SPRIDNING LUFT... 69
Sida 4 (73) RISKUTREDNING Skövde Slakteri Ammoniak- och gasolhantering Sammanfattning Denna riskutredning är genomförd i syfte att kartlägga riskerna med befintlig kylanläggning med ammoniak samt utbyggnad av befintlig kylanläggning med ammoniak på Skövde Slakteri i Skövde. Analysen innefattar även en kartläggning av riskerna avseende gasolhanteringen på Skövde slakteri. Endast risker för personskador på tredje man studeras. Ammoniak Som riskanalysmetod har en i huvudsak deterministisk metod använts, där konsekvenserna i form av koncentration av ammoniak vid ett utsläpp har beräknats för olika fall och på olika avstånd från en potentiell utsläppskälla. Inga kvantitativa sannolikheter har tagits fram för de aktuella läckagen men de läckagefall som spridning beräknats för bedöms vara de mest ogynnsamma, d.v.s. värsta troliga för respektive systemdel. Detta ger en något skev bild av riskerna kring anläggningen med resultat på säkra sidan. Variationer i vindstyrka, väderförhållanden, källstyrkor mm har studerats. Resultaten från de utförda spridningsberäkningarna visar på att inga doser av ammoniak som är direkt dödliga är troliga för tredje man (d.v.s. anställda vid andra verksamheter och omkringboende) på avstånd av minst 100 m från anläggningen. Orsaken är främst att större läckage kommer ske under en begränsad tid vilken minskar den totala dosen en person kan utsättas för. De läckage som förväntas pågå en längre tid är i så liten skala att koncentrationerna, och därmed också dosen, blir relativt låg. Dock kan skadade personer förväntas. Ett utsläpp kan ge dödlig påverkan för personer som befinner sig utomhus inom det direkta närområdet (på Skövde Slakteris område) och nära gasplymens centrumlinje. Det längsta avståndet från utsläppet som kan leda till att ca 1 % av den utsatta populationen omkommer är ca 130 m. Det fall som ger sådana konsekvenser är ett stort läckage vid rörbrott eller ett totalhaveri på utvändigt placerad vätskeavskiljare, vilket får anses vara ett mycket osannolikt scenario. Personer som befinner sig inomhus kommer påverkas i mycket begränsad omfattning. Området och närområdet inhyser ingen verksamhet som innebär hög personbelastning utomhus utan verksamheten av typ kontor och industri innebär att de flesta personerna förväntas befinna sig inomhus. Det föreslås att ett riskområde definieras med avseende på räddningstjänstens planering vid insats. Området bör täcka in en radie på ca 300 m runt utsläppspunkten från säkerhetsventiler och nödventilationen. Inom detta avstånd kan, även vid mindre utsläpp, koncentrationer som överstiger IDLH gränsvärdet (30 minuter) 300 ppm uppnås.
Sida 5 (73) Följande riskreducerande åtgärder föreslås: Installationer (tekniska skyddssystem) - Dörrstängare på dörrar till kylmaskinrum. Uppställning av dörrar bör ske på magnet kopplade till NH 3 larm. - Samtliga fläktaggregat för komfortventilation med uteluftsintag nära nödventilationen bör stänga automatiskt vid gasutsläpp från kylanläggning. Avstängning sker automatiskt via gasdetektor i uteluftskanal. Detta gäller primärt på Slakteriets eget område. - Ammoniakanläggningen skall vara inhägnad så att obehöriga personer inte kommer i närheten av den. Detta minskar sannolikheten för att personer släpper ut ammoniak med uppsåt. - Automatisk avstängning av elförsörjning till kylmaskin (inkl kompressorer) vid indikation från ammoniakgivare inom kylmaskinrum och i rör från säkerhetsventil gör att hela innehållet inte kan tömmas denna väg. Detta bör kompletteras på samtliga anläggningar på slakteriet. - Utsläppsledningar för säkerhetsventiler och nödventilation bör vid förändring eller utbyggnad av systemet dras upp på en högre höjd ovan mark. - Befintliga trädplanteringar runt området skall bibehållas och bör även kompletteras då dessa kan bidra till ökad utspädning av ett ammoniakmoln och därmed lägre koncentrationer. - Gaslarm finns till jourhavande driftspersonal. Det bör övervägas att även kopplas till räddningstjänst (utreds i detalj i samråd med räddningstjänsten). Rutiner - MTO-åtgärder i enlighet med Svensk Kylnorm [1] - Tydligt informera all personal som vistas i eller utanför anläggningen om riskerna med ammoniak och hur de ska agera vid ett larm - En nödlägesplan för anläggningen skall upprättas i enlighet med Lag (2003:778) om skydd mot olyckor. - Ett riskområde med ca 300 m diameter bör ansättas. Inom detta avstånd kan skador förväntas vid större utsläpp/olyckshändelser vid anläggningen. När det gäller utbyggnad av slakteriet och kylanläggningen så bör man sträva efter att förlägga ledningar och behållare med ammoniak inomhus. Om ledningar och behållare behöver placeras utvändigt bör andra medier väljas i första hand eller så utformas systemet så att utomhusdelar är sekundärkretsar med annat köldmedium och att primärkretsar med ammoniak placeras inomhus i kylmaskinrum. Detta gäller även vid eventuella förändringar av befintliga anläggningsdelar när dessa byts ut eller uppgraderas.
Sida 6 (73) Gasol Som riskanalysmetod har en i huvudsak deterministisk metod använts, där konsekvenserna i form av värmestrålning vid brand vid ett utsläpp har beräknats för olika fall och på olika avstånd från en potentiell utsläppskälla. Inga kvantitativa sannolikheter har tagits fram för de aktuella händelserna men de läckagefall som konsekvenser som beräknats för bedöms vara de mest ogynnsamma. När det gäller riskerna med gasolhanteringen och dess inverkan på tredje man så anses riskerna generellt vara små eftersom i princip inget av de studerade scenarierna får påverkan på personer utanför slakteriets område. Dock bedöms vissa scenarier kunna påverka personer på reningsverkets område, men där bedöms personbelastningen vara låg och de flesta befinner sig inomhus. Inga vidare riskreducerande åtgärder anses därför nödvändiga.
Sida 7 (73) 1 Inledning 1.1 Syfte Denna riskutredning är genomförd i syfte att kartlägga riskerna med befintlig kylanläggning med ammoniak samt utbyggnad av befintlig kylanläggning med ammoniak på Skövde Slakteri i Skövde. Analysen innefattar även en kartläggning av riskerna avseende gasolhanteringen på Skövde slakteri. Endast risker för personskador på tredje man studeras. Behovet på riskanalys har sin bakgrund i följande gällande lagtexter och föreskrifter: Svensk Kylnorm Aggregat med Ammoniak, del 1-5, Utgåva 1 2007 [1] Plan- och bygglagen (2010:900) [2] Anläggningen berörs inte av Lag (1999:381) om åtgärder för att förebygga och begränsa följderna av allvarliga kemikalieolyckor [4] med hänsyn till hanterad mängd giftig gas (ca 5,4 ton < nedre gräns = 50 ton) och ej heller i avseende på hanterad mängd gasol (ca 5,6 ton< nedre gräns = 50 ton). en är sammanställd på uppdrag av Cato Gustafsson på. 1.2 Metod Att genomföra en riskutredning innebär i sig flera olika delmoment. Inledningsvis bestäms de mål och avgränsningar som gäller för den aktuella riskutredningen. Även principer för hur risken värderas skall slås fast. Därefter tar riskinventeringen vid, som syftar till att komma fram till vilka risker som är specifika för den studerade processen. I riskanalysen bedöms konsekvensen av olika olyckor och med vilken frekvens de kan förväntas inträffa, för att erhålla en uppfattning om risknivån. I riskvärderingen jämförs resultatet från riskanalysen med principer för hur risken skall värderas, för att komma fram till om risken är acceptabel eller ej. Slutsatser dras utifrån detta resultat om behovet av riskreducerande åtgärder. en är en regelbundet återkommande del av den totala riskhanteringsprocessen där en kontinuerlig implementering av riskreducerande åtgärder, uppföljning av processen och utvärdering av resultatet är utmärkande. Processen åskådliggörs i Figur 1 nedan.
Sida 8 (73) Figur 1 - Riskhanteringsprocessen Oberoende av resultatet från riskutredningen står det klart att det alltid är motiverat att genomföra åtgärder som till en låg kostnad och utan andra avsevärda olägenheter minskar risken väsentligt. en avseende ammoniakhanteringen utförs i enlighet med Svensk Kylnorm [1] som en fullständig riskanalys. De verktyg som används är primärt datorprogram och handberäkningsmodeller för spridningsberäkningar och konsekvensberäkningar, se kap 4. 1.3 Resurser Riskanalysen har utförts med deltagande av följande personer: Fredrik Zachrisson Uppdragsansvarig, Riskingenjör, ÅF-Infrastructure AB, Göteborg Ola Cederfeldt Handläggare, Civilingenjör Riskhantering, Brandingenjör Lth, ÅF-Infrastructure AB, Malmö Christina Nilsson Interngranskning, Civilingenjör Riskhantering, Brandingenjör Lth, ÅF-Infrastructure AB, Malmö
Sida 9 (73) 1.4 Avgränsningar I denna riskutredning studeras bara risker för skador på 3:e person till följd av olyckshändelser i kylsystemet med ammoniak samt olyckshändelser med gasolinstallationer (svedningsanläggningen). Inga kvantitativa sannolikheter har tagits fram för enskild händelse av läckage/brand/explosion men de fall som konsekvenserna studerats för bedöms vara de mest frekventa samt de mest ogynnsamma. Till de mest frekventa fallen avseende ammoniak hör utsläpp från säkerhetsventiler samt nödventilation vilka båda utgör skyddsanordningar för anläggningen och personal. De mest ogynnsamma händelserna, som också är de minst sannolika, är rörbrott på tak i anslutning till utvändig vätskeavskiljare samt tryckkärlskollaps utvändigt och läckage vid lossning av ammoniak. Till de mest frekventa fallen avseende olyckor med gasol hör mindre läckage som antänds och skapar en jetflamma eller mindre läckage som antänds och skapar en gasmolnsbrand. De mest ogynnsamma händelserna, som också är de minst sannolika, är BLEVE och gasmolnsexplosion.
Sida 10 (73) 2 Beskrivning av objekt 2.1 Riskobjekt och anläggning En tillbyggnad skall utföras av Skövde Slakteri i östra Skövde och i samband med denna tillbyggnad skall riskerna för tredje person avseende ammoniak- och gasolhantering analyseras. Närmsta bostadshus Industrilokaler Befintligt område för Skövde slakteri Grönområde Reningsverk Mindre kontor Figur 2 Flygbild över befintlig anläggning och omgivningen. För processkyla finns tre system med ammoniak. Två äldre cirkulerande system med ammoniak (bland annat för chockkylning), och ett nyare system med ammoniak som bas, men där kylan växlas över till en cirkulerande krets med temper (en brinelösning). Dessutom finns ett system med propylenglykol för blodkylning. Förutom dessa system finns eldrivna kylaggregat för kylning av kontor sommartid. De största mängderna ammoniak återfinns i vätskeavskiljare, placerade i kylmaskinrum (2000 kg i det nyaste systemet), vätskeavskiljare placerad på tak (2000 kg, äldre system) samt vätskeavskiljare placerad i källare (1400 kg, äldre system). Påfyllning av ammoniak under driftstiden förutsätts primärt ske med portabla mindre behållare såsom flaskor eller U-båtar. Gasol används för att bränna av grissvålen. Gasolen lagras i en cistern placerad utomhus och därifrån transporteras gasolen i gasfas via rörledning bort till bränningen i det sydöstra hörnet
Sida 11 (73) av huvudbyggnaden. Se figur 2 och 3 för beskrivning av området och placering av gasoltank och större systemkomponenter i ammoniaksystemen. Kylrum Ammoniak, nyare anläggning med sekundärkrets med brinelösning. Gasolcistern Vätskeavskiljare med ammoniak på tak. Äldre anläggning. Vätskeavskiljare med ammoniak i källare. Äldre anläggning. Figur 3 - Situationsplan över anläggning och planerad utbyggnad samt placering av gasolcistern och större kylmaskinsdelar.
Sida 12 (73) 2.2 Skyddsobjekt Skyddsobjekten utgörs av verksamheter i närområdet, enligt figur 4. I väster återfinns bostadsbebyggelse primärt i form av villakvarter (närmsta byggnad är ca 105 meter från utbyggnaden av Slakteriets huvudbyggnad). I öster återfinns en reningsverksanläggning. I söder ligger en mindre kontors/industribyggnad invid slakteriet (ca 30 meter från slakteriets huvudbyggnad) och längre söderut återfinns ytterligare industrifastigheter (ca 350 meter från slakteriets huvudbyggnad). I norr återfinns en del mindre kontorsfastigheter (ca 140 meter från Slakteriets huvudbyggnad till närmsta byggnad). Se figur 4 nedan för åskådliggörande av intilliggande bebyggelse och verksamhet. Industri och mindre kontor Område tillhörande reningsverket Bostadsområde Grönområde Kontor Industri och mindre kontor Figur 4 Kartbild över aktuellt område [5]. Skövde Slakteri placering är markerad med blå symbol.
Sida 13 (73) Följande verksamheter och personantal finns i närområdet (< 500 m) utanför Skövde Slakteri AB:s område: Tabell 1 Sammanställning av verksamheter i närområdet och närmaste avstånd till dessa från Skövde Slakteri. Verksamhet Personantal Kortaste avstånd Riktning Boende Bostäder 500 105 m V Arbetande Reningsverk 20-30 30 m O Industri/kontor 20-30 30 m S Industri/kontor 100-200 350 m S Industri/kontror 100-200 140 m N
Sida 14 (73) 3 Förutsättningar konsekvensanalys 3.1 Generellt Av de tänkbara scenarierna som kan uppkomma har det funnits motiverat att utföra en konsekvensanalys för följande scenarier: Utsläpp av ammoniak via säkerhetsventiler Utsläpp av ammoniak via nödventilationen Utsläpp av ammoniak rörbrott/ventil vid vätskeavskiljare på tak Utsläpp av ammoniak vid lossning från tank Jetbrand Gasol Fördröjd antändning - Gasmolnsexplosion/gasmolnsbrand Gasol BLEVE Gasol 3.2 Kriterier Ammoniak I samtliga fall jämförs erhållen koncentration med de effekter på människor som kan förväntas. Följande koncentrationer och konsekvenser vid dessa för människor finns omnämnda i litteraturen [7, 8]. Tabell 2 - Effekter vid påverkan på människor av olika koncentrationer av ammoniak Koncentration (ppm) Effekter Definition/varaktighet av exponering 25 Inga skadliga effekter för genomsnittliga arbetare. Maximal tillåten koncentration för 8 timmars arbetsdag. 25 ERPG-1 Koncentration under vilken de flesta bedöms klara 1 timmas exponering med endast mildare påkänningar. 50 Inga skadliga effekter för genomsnittliga arbetare. Maximal tillåten koncentration för 15 minuters exponering (takgränsvärde) vid arbete. 150 ERPG-2 Koncentration under vilken de flesta bedöms klara 1 timmes exponering utan allvarliga behandlingsbara skador eller nedsätter möjligheten att skydda sig. 300 IDLH 30 minuter 300 Maximalt tolerabel nivå utan 1 timme allvarliga störningar. 400-700 Irritation av näsa och hals. Ögonirritation med tårar. Sällsynt, kort exponering orsakar vanligen ingen allvarlig påverkan. 750 ERPG-3 Koncentration under vilken de flesta bedöms klara 1 timmes exponering utan livshotande skador. 2000-3000 Krampaktig hostning, svåra ögonirritationer. 5000-10000 Krampaktig andning, snabb kvävning. Ej tillåten koncentration. Ej tillåten koncentration. Snabbt dödande. Känslighet mot ammoniak varierar inom en population. ERPG-värdena (Emergency Response Planning Guidelines) är framtagna i syfte att förenklat beskriva tröskelvärden för påverkan
Sida 15 (73) mot en stor del av populationen och är tänkta att användas vid planering av räddningsinsatser och inte direkt som riktlinjer för acceptabel exponering. Kortare exponeringstider (ett par minuter) måste ställas i relation till de gränsvärden som primärt studeras (ERPG, IDLH) och som anger exponeringstider på 60 respektive 30 minuter. Dessa värden bör även ställas i relation till den genomsnittliga dosen för dödsfall (LD50), d.v.s. där 50 % av de exponerade personerna dör inom en viss exponeringstid. Enligt [8] är denna för ammoniak: - 8500 ppm under 15 minuters exponering - 6200 ppm under 30 minuters exponering I kapitel 4 redovisas de beräkningar av konsekvenserna som gjorts. 3.3 Kriterier Gasol I samtliga fall jämförs uppkommen strålningsnivå vid brand, explosion eller liknande med de effekter på människor som kan förväntas. Primärt studeras uppkomst 2:a gradens brännskador, vilket i sig inte innebär att människor omkommer. 3.4 Händelser Ammoniak De händelser som har studerats är de som kan leda till utsläpp utanför kylmaskinrummet. Läckage inom kylmaskinrummet som hålls kvar därinne har alltså inte studerats. Ammoniaksystemet har endast ett antal komponenter som befinner sig utanför kylmaskinrummet. Dessa är utloppsröret från säkerhetsventiler, nödventilationen samt rörledningar rör till och från vätskeavskiljare på tak samt vätskeavskiljare på tak, m.fl. Även vid lossning från tank kommer slang från denna befinna sig utomhus. Systemets uppbyggnad, bedöms innebära att all ammoniak i systemet aldrig kommer kunna läcka ut. Vid ett stort läckage bedöms en mängd motsvarande en vätskeavskiljare teoretiskt kunna läcka ut (mellan 1400 och 2000 kg vid läckage från eller totalhaveri på vätskeavskiljare). Säkerhetsventiler: Utsläpp från säkerhetsventilerna mynnar på ca 5 m höjd ovan mark. För fallet med säkerhetsventilerna är i princip tre olika källstyrkor möjliga. De två största flödeshastigheterna erhålls vid oönskad tryckuppbyggnad i systemet. I systemets högtryckssida har flödet bedömts bli maximalt 0,50 kg/s och på lågtryckssidan ca 0,3 kg/s, baserat på liknande anläggningar. Dessa utsläpp blir normalt kortvariga då kylmaskinernas elsystem förses med automatisk avstängning vid indikation från ammoniakgivare i säkerhetsledning. All inkommande el bryts därmed automatiskt vid larm från givare i rören från säkerhetsventilerna, kompressorerna stoppar och endast den ammoniak som befinner sig i gasfas kan läcka ut. Flödet efter att kompressorerna stoppat är dock avsevärt lägre än de två angivna. Beräkningarna utförs för 10 minuters varaktighet vilket är mycket konservativt. Aktuella kylsystem saknar dock ammoniaklarm i avblåsningsledningar från säkerhetsventiler, vilket medför att avstängning av kompressorer och liknande ej sker per automatik.
Sida 16 (73) De två tidigare flödena bedöms inte kunna pågå under längre tid. I fallet med brand i kylmaskinrummet kan dock ett mer eller mindre kontinuerligt utsläpp ske. Källstyrkan är vid brand ca 0,15 kg/s baserat på uppvärmning av vätskeavskiljaren, utifrån erfarenheter avseende liknande anläggningar. Vätskeavskiljaren i kylmaskinrummet kan som mest inrymma ca 2000 kg ammoniak (2000 kg för VA på tak och 1400 kg för VA i källare). Ett kontinuerligt utsläpp kan då pågå som mest i ca 60 minuter. Ett längre brandförlopp är dock inte troligt m.h.t. den begränsade brandbelastningen i kylmaskinrummet och begränsad brandbelastning vid vätskeavskiljare på tak. Källföde säkerhetsventil: - Brand = 0,15 kg/s (kontinuerligt) - Tryck = 0,50 kg/s (kortvarigt) - Läge: ca 5 m ovan mark Nödventilationen: Takhuv från nödventilationen mynnar på ca 5 m höjd ovan mark. Nödventilationen är till för att skydda personer inne i kylmaskinrummet vid ett läckage inomhus. Denna startas automatiskt för det nyare kylmaskinrummet (manuellt för det äldre kylmaskinrummet) och varvar upp till maxflöde vid ammoniaklarm. Samtidigt öppnar fasadspjäll för ersättningsluft. Fläktens kapacitet har uppskattats till 10 000 m 3 /h (=2,8 m 3 /s), baserat på liknande anläggningar (eftersom information avseende fläktens kapacitet saknas). Antaget att fläkten blåser ut 75 % ammoniak blir källflödet ca 1,28 kg/s (densitetstal 0,6). Då den största delen av ammoniakläckaget inomhus kommer bilda en pöl på golvet är det mer troligt att det är en blandning mellan ammoniak och luft som sprids ut via nödventilationen (hänsyn tagen till ersättningsluften). Högt räknat antas en 50 % ammoniakinblandning vilket ger ett källflöde på 0,85 kg/s. Detta scenario baserar sig på kylmaskinrum med automatisk start av nödventilationen. Källföde nödvent: - 50 % = 0,85 kg/s - 75 % = 1,28 kg/s (känslighetsanalys) - Läge: ca 5 m ovan mark Vätskeavskiljare på tak: Den ena vätskeavskiljaren är belägen på tak (utomhus), ca 5 m ovan mark. Rörbrott (Rördimensioner på tak: vätskefas 76 mm resp 60 mm) kan leda till att innehåll i vätskeavskiljaren läcker ut. Totala mängden ammoniak i vätskeavskiljaren uppgår till 2000 kg. Brott på gasfyllda rör bedöms ge avsevärt mindre utsläpp och beaktas inte. Då knapphändig information finns om systemet har antaganden gjorts avseende dimensioner på anslutande rör till vätskeavskiljaren utifrån liknande anläggningar. Källflöde vätskeavskiljare: - Stort brott (76 mm) = 4,4-6,1 kg/s - Litet brott (25 mm) = 3,9 kg/s - Läge: ca 5 m ovan mark Lossning: Vid lossning kommer detta primärt ske genom mindre flaskor som ansluts till systemet inne i kylmaskinrummet. Ett läckage skulle i så fall begränsas till kylmaskinrummet och beaktas i
Sida 17 (73) samband med nödventilationen ovan. I undantagsfall kan även lossning ske från mindre tank (sk. U-båt ). Denna tank placeras utanför kylmaskinrummet och ansluts med slang som dras in genom dörr. Ammoniaken i tanken lagras som vätska i samma temperatur som omgivningen. Antaget är ett kärl som rymmer 2000 liter ammoniak. Även vid större kärl antas att max 2000 liter ammoniak läcker ut då begränsande åtgärder kan sättas in relativt snabbt. Källflöde lossning: - Stort hål, slangbrott lossningsslang (50 mm) = 9,3 kg/s - Litet hål (5 mm) = 0,1 kg/s - Läge: marknivå Övriga händelser: Exempel på andra händelser är om åverkan görs på rör inne i kylmaskinrummet, t.ex. rörbrott på rör som leder till säkerhetsventilen. Ett sådant utsläpp kan endast ske inne i kylmaskinrummet och för att få samma källstyrka ut till det fria krävs att dörren (med dörrstängare) till det fria lämnas öppen. Sannolikhet för de olika händelserna är väldigt låg, framförallt för händelserna med rörbrott. Dessa senare kräver att någon person obemärkt kan ta sig in i kylmaskinrum, vilket är inhägnat samt stängt och låst, eller om någon person kommer åt rör eller ventiler uppe på taket vid vätskeavskiljaren. Möjligen skulle ett blixtnedslag kunna skada utrustningen så att ett motsvarande läckage sker, men då byggnadens högsta del är belägen betydligt högre upp än de i kylmaskineriet ingående delarna kommer ett eventuellt blixtnedslag troligtvis slå ner i dessa delar (skorstenar m.m.). Läckage på gassidan har inte studerats vidare då dylika scenarier ger betydligt lägre källstyrkor och således mycket mindre konsekvenser vid läckage. 3.5 Händelser Gasol Gasol är en kondenserad brandfarlig gas. En olycka som leder till utsläpp av kondenserad brandfarlig gas kan leda till någon av följande händelser: Jetbrand Gasmolnsexplosion/gasmolnsbrand BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) Jetbrand: En jetbrand uppstår då gas strömmar ut genom ett hål i en tank och direkt antänds. Därmed bildas en jetflamma. Flammans längd beror av storleken på hålet i tanken [10]. Fördröjd antändning - Gasmolnsexplosion/gasmolnsbrand: Om gasmolnet inte antänds omedelbart kommer luft att blandas med den brandfarliga gasen. Vid antändning kan en gasmolnsexplosion ske om gasmolnet består av en tillräckligt stor mängd gas/luft av en viss koncentration, vid för fet eller för tunn blandning sker dock troligen en gasmolnsbrand. En gasmolnsexplosion kan beroende på vindstyrka och riktning inträffa en bit ifrån själva olycksplatsen. Explosionen blir i de allra flesta fallen av typen deflagration. En gasmolnsexplosion kan både medföra skador av värmestrålning och skador av tryckvågen [10].
Sida 18 (73) BLEVE: BLEVE är en speciell händelse som kan inträffa om en tank med kondenserad brandfarlig gas utsätts för yttre brand. Trycket i tanken stiger och på grund av den inneslutna mängdens expansion kan tanken rämna. Innehållet övergår i gasfas på grund av den höga temperaturen och det lägre trycket utanför och antänds. Vid antändningen bildas ett eldklot med stor diameter under avgivande av intensiv värmestrålning. För att en sådan händelse skall kunna inträffa krävs att tanken hettas upp kraftigt. Tillgänglig energi för att klara detta kan finnas i form av en antänd läcka i en annan närstående tank med brandfarlig gas eller vätska. Dessutom måste uppvärmningen ske så pass hastigt att säkerhetsventilen till gasoltanken inte räcker till för att tryckavlasta tanken. Övriga händelser: Exempel på andra händelser kan vara brott på gasfasledning mellan gasolcistern och förbrukningsstället (bränning av grissvål). Korrosion, påkörning av ledning eller liknande skulle kunna tänkas vara orsak till ledningsbrott. Men då ett läckage på gasfassidan genererar en betydligt lägre källstyrka och gasolcisternen är försedd med rörbrottsventiler som begränsar utsläppet så studeras dylika scenarier ej vidare.
Sida 19 (73) 3.6 Indata - väder och klimat Vindhastighet och vindriktning Vindens hastighet påverkar till stor del resultatet av spridningen av ammoniak och spridning av gasol vid olyckor där gasolen ej antänds direkt. Beräkningsmodellen använder sig av Pasquills stabilitetsklasser. I beräkningarna har de två stabilitetsklasser som är vanligast i använts. Stabilitetsklass D som sannolikt uppkommer vid vindhastigheter över 3 m/s bedöms vara den vanligaste stabilitetsklassen i området under både dag- och nattetid. Stabilitetsklass F är också möjlig men denna förutsätter vindhastigheter under 2 m/s. Enligt [9] är medelvindhastigheten under året ca 3,6 m/s i Skövde. Tabell 3 Pasquills stabilitetsklasser Vindhastighet Dag: Solinstrålning Natt: Molntäcke (m/s) Stark Medel Låg > 50% < 50% <2 A A-B B F F 2-3 A-B B C E F 3-5 B B-C C D E 5-6 C C-D D D D >6 C D D D D Vindhastighet Vindens hastighet påverkar till stor del resultatet av spridningen. Väderdata från [9] har använts med mätvärde från 2010 till 2012. Medelvindhastigheten under året var 3,6 m/s. Spridningen från en olycka blir värre i olyckans närhet om lägre värde används. För aktuellt planområde innebär detta att relativt låga vindhastigheter ansätts. I analysen har 2,0 m/s använts för svag vind samt 4 m/s för måttlig vind. Inga analyser av högre vindhastigheter har genomförts B3 - Vindriktning Vindriktningen inverkar vid spridning av giftig gas och gasmolnsexplosion. Vid vindriktning bort från området bedöms ej personer som vistas på området kunna omkomma. I figur 5 redovisas statistik för vindriktning i Skövde. Vindrosen anger fördelning (%) gällande varifrån det blåser.
Sida 20 (73) Figur 5. Fördelning av vindriktning (%) i Skövde [4]. De förhärskande vindriktningarna i Skövde är sydlig till väst-sydvästlig vilket utgör ca 45 % av tiden.
Sida 21 (73) 4 Beräkningar konsekvensanalys Ammoniak 4.1 Beräkningar Ammoniak - Spridningsmodell Spridningsberäkningarna utförs med datormodellen ALOHA som är framtagen och utvecklad i USA av US Environmental Protection Agency (EPA) och National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) där den ofta tillämpas för riskanalyser. Ett urval av beräkningarna jämförs även med MSB RIB - Spridning Luft [8] för att utreda eventuella osäkerheter i resultaten. Då modellerna skiljer sig i många avseenden förväntas dock något olika resultat men trenden bör ändå överensstämma. MSB RIB - Spridning Luft tillämpas även för att direkt kunna utläsa skadeutfall i vissa scenarier, då detta program genom att ta hänsyn till dospåverkan i sk. probitfunktioner anger andelen av en population som kan utsättas för en viss skada. ALOHA kan utföra beräkningar både för lätta (gaussisk spridning, densitet gas < densitet luft) och tunga gaser (marknära spridning, densitet gas > densitet luft). Endast den gaussiska beräkningsmodellen kan ta hänsyn till om utsläppspunkten är belägen ovan marknivån [11]. Då ammoniak även kan agera som en tung gas (då den initialt vid utsläpp i vätskefas bildar en aerosol med vattenånga) måste modellens tunggasmodell tillämpas för att utvärdera osäkerheter i resultaten. Denna modell ger avsevärt högre koncentrationer är den gaussiska och kan sägas ge mycket konservativa resultat. Orsaken är dels att källan automatisk placeras vid marnivån (även om den egentliga utsläppspunkten är högt upp), dels att spridningen av ammoniak i regel övergår till gaussisk när gasen värmts upp av omgivande mark och luft. De trädplanteringar som finns runt anläggningen kommer få en stor påverkan på en tunggasspridning och späda ut molnet. Detta kan inte beaktas i beräkningarna i ALOHA eller MSB RIB - Spridning Luft utan istället förs en kvalitativ diskussion om trädens inverkan på resultaten. 4.2 Scenariobeskrivning Fyra olika grundhändelser har studerats och utvecklats vidare till ett antal scenarier. De fyra grundhändelserna är: Utsläpp av ammoniak via säkerhetsventiler Utsläpp av ammoniak via nödventilationen Utsläpp av ammoniak rörbrott/ventil vid vätskeavskiljare på tak Utsläpp av ammoniak vid lossning från tank Samtliga scenarier beskriver spridning till omgivningen, d.v.s. inga analyser har gjorts på spridning inom byggnaden. I de följande tabellerna redovisas de viktigaste ingående parametrarna i varje scenario. Dessutom redovisas resultaten från spridningsberäkningarna sammanfattat som avstånd till gränsvärden. Resultaten utvecklas och diskuteras i kapitel 6.2. Spridningsgrafer och exempel på skadeutfall redovisas i bilaga A och B.
Sida 22 (73) Tabell 4 Sammanställning av scenarier och resultat för utsläpp via säkerhetsventiler Händelse Säkerhetsventiler Säk.ventil brand Säk.ventil tryck Källstyrka (Q) 0,15 kg/s 0,50 kg/s Utsläppshöjd (H) 5 m Väder Vinter Vår/höst Vinter Vår/höst Vindhastighet (m/s) 4 2 4 4 2 4 Stabilitetsklass E D D E D D Utsläppets varaktighet 60 min 10 min Utsläppt mängd 540 kg 300 kg Scenario nr AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 AS6 Avstånd inom vilket koncentrationen för följande gränsvärden överskrids utomhus (m) LD 50 (30 min) - - - - 36 - ERPG-3 60 68 43 143 132 91 IDLH 121 113 78 242 213 148 ERPG-2 181 163 113 358 305 213
Sida 23 (73) Tabell 5 - Sammanställning av scenarier och resultat för utsläpp via nödventilationen Händelse Nödventilation 50 % NH 3 75 % NH 3 Källstyrka (Q) 0,85 kg/s 1,28 kg/s Utsläppshöjd (H) 5 m Väder Vinter Vår/höst Vinter Vår/höst Vindhastighet (m/s) 4 2 4 4 2 4 Stabilitetsklass E D D E D D Utsläppets varaktighet 40 min 25 min Utsläppt mängd 2000 kg 2000 kg Scenario nr AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 AN6 Avstånd inom vilket koncentrationen för följande gränsvärden överskrids utomhus (m) LD 50 (30 min) - 54-62 69 45 ERPG-3 195 174 121 245 215 150 IDLH 326 280 195 411 346 242 ERPG-2 484 401 280 613 497 346
Sida 24 (73) Tabell 6 - Sammanställning av scenarier och resultat för utsläpp vid kondensorgård Händelse Rör/ventilbrott på tak vid vätskeavskiljare Stort hål Litet hål Källstyrka (Q) 76 mm (Vår/höst = 5,2 / Vinter = 6,1 kg/s) 25 mm (Vår/höst och Vinter = 3,9 kg/s) Utsläppshöjd (H) 5 m Väder Vinter Vår/höst Vinter Vår/höst Vindhastighet (m/s) 4 2 4 4 2 4 Stabilitetsklass E D D E D D Utsläppets 1 varaktighet ca 6 min 9 min Utsläppt mängd 2000 kg 2000 kg Scenario nr AR1 AR2 AR3 AR4 AR5 AR6 Avstånd inom vilket koncentrationen för följande gränsvärden överskrids utomhus (m) LD 50 (15 min) 139 126 87 114 108 74 LD 50 (30 min) 167 149 103 138 128 88 ERPG-3 555 445 311 460 384 268 IDLH 953 723 501 785 620 431 ERPG-2 1500 1000 723 1200 898 620 1 Varaktigheten är avgörande för dosen, d.v.s. kort utsläppstid medför hög koncentration men kort påverksanstid
Sida 25 (73) Tabell 7 - Sammanställning av scenarier och resultat för utsläpp vid lossning Händelse Lossningsplats Stort läckage (=slangbrott) Litet läckage Källstyrka (Q) 50 mm (9,3 kg/s) 5 mm (0,10 kg/s) Utsläppshöjd (H) 0 Väder Vinter Vår/höst Vinter Vår/höst Vindhastighet (m/s) 4 2 4 4 2 4 Stabilitetsklass E D D E D D Utsläppets 1 varaktighet 1 min 60 min Utsläppt mängd 558 kg 360 kg Scenario nr AL1 AL2 AL3 AL4 AL5 AL6 Avstånd inom vilket koncentrationen för följande gränsvärden överskrids utomhus (m) LD 50 (15 min) 228 197 138 23 20 14 LD 50 (30 min) 271 230 230 27 23 17 ERPG-3 714 558 476 47 68 48 IDLH 1000 774 717 75 108 76 ERPG-2 1400 984 943 106 153 108 1 Varaktigheten är avgörande för dosen, d.v.s. kort utsläppstid medför hög koncentration men kort påverkanstid.
Sida 26 (73) 4.3 Osäkerheter I föregående kapitel redovisades resultaten som längsta avstånd från utsläppskällan till vissa koncentrationer. Dessa resultat beaktar endast koncentrationen vid en viss tidpunkt och inte den sammanlagda dosen som en person i området kan utsättas för. Dosen varierar kraftigt mellan ett kontinuerligt utsläpp och ett mer eller mindre momentant utsläpp. Om en viss mängd ammoniak släpps ut under flera minuter istället för några sekunder kan alltså, i vissa situationer, värre skador förväntas då dosen blir högre. Samtliga scenarier med stort läckage i vätskefas vid vätskeavskiljare på tak innebär mycket hastiga förlopp där ammoniaken i aktuell del av systemet töms ut på några enstaka minuter. Detta skapar ett gasmoln med mycket hög koncentration även långt från utsläppspunkten, men den korta utsläppstiden gör att gasmolnet driver förbi på någon minut. I figur 6 nedan redovisas koncentrationen i en punkt 175 m nedströms utsläppspunkten. Toppkoncentrationen nås efter ca 2-3 minuter men går ner till 0 ppm någon minut senare. Figur 7 visar ett kontinuerligt utsläpp. Figur 6 Hastigt utsläpp, koncentrationen mitt i gasmolnet 175 m nedströms (AR1) Figur 7 Kontinuerligt utsläpp, koncentrationen mitt i gasmolnet 175 m nedströms (AN2)
Sida 27 (73) Även vindstyrkan kan vara avgörande för hur hög dosen blir. Låga vindstyrkor medför att gasmolnet dröjer sig kvar längre. Vid svag vind växlar dessutom vindriktningen ofta, vilket dels kan påverka ett större område, men även medför en ökad utspädning av gasen. Det kan därför vara missvisande att studera den maximala koncentrationen i plymens mittlinje för ett område eftersom variationer sannolikt förekommer. Se figur 8 där plymens riktning är mycket osäker i bilden till väster (scenario AL2, 2 m/s) men mer säker i bilden till höger (AL3, 4 m/s). Plymen markeras tydligt pekandes åt höger men variationerna i riktningen markeras med sk. Confidence Lines som i princip medger en 360º spridning vid så låga vindhastigheter som 2 m/s. Vid 4 m/s är vinkeln mellan Confidence Lines ca 35º. Figur 8 Utdata från ALOHA för scenario AL2 (vänster) och AL3 (höger). Låg vindhastighet ger stora osäkerheter i spridningsriktning. De antagna vindstyrkorna på 2 respektive 4 m/s motsvarar alla svag vind, vilket även ger värst spridningsbild. Högre vindhastigheter sprider snabbt gasmolnet och späder ut det. Med dessa förutsättningar i bakhuvudet kan resultaten från de utförda simuleringarna tolkas för riskbedömningen. 4.4 Känslighetsanalyser För att överbrygga en del av osäkerheterna har känslighetsanalyser enligt nedan utförts: Simuleringar har utförts med hjälp av datorprogrammet RIB-MSB RIB - Spridning Luft för att studera eventuella skillnader mot ALOHA:s resultat i ett urval av scenarierna. Spridningsberäkning i ALOHA med modell för tung gas. Källstyrka från nödventilation (50 % respektive 75 % ammoniak i avluften) redovisad i tabell 5.
Sida 28 (73) Simulering med MSB RIB - Spridning Luft: Observera att programmen redovisar fält där gränsvärdet överskrids inom fältet. AN4 (Nödventilation, 1,28 kg/s, 4 m/s, utsläppshöjd 5 m, varaktighet 25 min) ALOHA MSB RIB - Spridning Luft AR6 (Flänsbrott 25 mm, 4 m/s, utsläppshöjd 5 m, varaktighet <9 min) ALOHA MSB RIB - Spridning Luft Figur 9 Skillnader i resultat mellan ALOHA och MSB RIB - Spridning Luft
Sida 29 (73) Resultaten visar att ALOHA ger längre avstånd till de angivna gränsvärdena, se tabell 8, vilket innebär att resultaten bör kunna betraktas som konservativa. Tabell 8 avstånd i meter till gränsvärden beräknade med ALOHA och MSB RIB - Spridning Luft Scenario AN4 AR6 Modell ALOHA MSB RIB - Spridning Luft ALOHA MSB RIB - Spridning Luft LD 50 (30 min) 62 43 88 46 ERPG-3 245 147 268 155 IDLH 411 244 431 253 ERPG-2 613 364 620 370 898 Simulering med modell för tung gas: Vid antagande att ammoniak beter sig som en tung gas under hela spridningsförloppet så fås mycket konservativa resultat som kan ge rimliga koncentrationer på nära håll (ett hundratal meter), men som vid längre avstånd inte kan sägas vara relevanta. Ingen hänsyn tas till inverkan från byggnader eller träd som ökar utspädningen av gasen och således sänker koncentrationen vid marknivå. Vid tunggasspridning i ALOHA antas dessutom utsläppskällan alltid vara i marknivå varför effekten av en högt placerad utsläppspunkt inte kan analyseras. I spridningsdiagrammen nedan kan följande avstånd utläsas: Tabell 9 avstånd till gränsvärden beräknade med ALOHA för gaussisk respektive tung gasspridning. Scenario AN4 AR6 Modell Gaussisk Tung gas Gaussisk Tung gas LD 50 (30 min) 62 74 88 120 ERPG-3 245 289 268 463 IDLH 411 535 431 851 ERPG-2 613 835 620 1300
Sida 30 (73) 5 Beräkningar konsekvensanalys Gasol 5.1 Beräkningar Gasol Handberäkningar Beräkningar av konsekvenser vid utsläpp med gasol har genomförts med vedertagna handberäkningsmodeller i FOA-handboken [10]. 5.2 Scenariobeskrivning Gasol Jetflamma För scenario jetflamma har tre stycken utfall beräknats: litet, medel eller stort utsläpp av gasol som antänds. Detta scenario antas motsvara skada på ventil eller läckage vid påkörning av tank med lastbil/truck där utläckande gasol antänds direkt. För att beräkna konsekvenser av dessa har formler beskrivna av FOA [10]använts. För att beräkna storleken på en jetflamma behövs källstyrkan, Q, som beräknas med följande utryck: Q = C d A 2 ( P0 Pa ) v f där: C d = Kontraktionsfaktor = 0,6 [10] A = Hålets area = 7,9E-05 m 2, 0,002 m 2, 0,0079 m 2 P 0 = Tanktryck i nivå med hålet = 600 000 Pa P a = Atmosfärstryck = 101 325 Pa v f = Specifik volym = 1/585 m 3 /kg Med dessa värden blir källstyrkan följande: Tabell 10 Källflöden jetflamma Storlek Q (kg/s) på hål Litet 1,14 Medel 28 Stort 114 Flammans längd och diameter kan nu beräknas genom: L f = 9, 1 Q d = 0, 15 f L f
Sida 31 (73) Tabell 11 Storlek jetflamma Storlek L f d f (m) på hål (m) Litet 9,7 1,5 Medel 48,5 7,3 Stort 97,1 14,6 För att beräkna värmestrålningen på olika avstånd används följande formel: där: P 12 = Infallande strålning från flamma till punkt (W/m 2 ) P = Strålning från flamman (W/m 2 ) τ a = Transmissionsförmåga (-) F 12 = Vinkelkoefficient för flamma till punkt (-) Strålningen per ytenhet från flamman beräknas enligt: 0,35 b hc P = 1+ 4L / d f f b = Förbränningshastighet per ytenhet = 0,13 kg/m 2 s [6] h c = Energivärde = 46,5 MJ/kg [6] L f = Flamlängd d f = Diameter = uträknad ovan. Med dessa värden blir strålningen, P, 76 kw/m 2 men eftersom formlerna ovan inte egentligen är avsedda för jetflammor så skall värdet dubbleras [10]till 152 kw/m 2. Antagandet görs således att strålningen är oberoende av flammans storlek. Flamtemperaturen beräknas enligt nedan 4 P = σ T där P = Strålning från en svart kropp = 152 kw/m 2 σ = Stefan-Boltzmanns konstant = 5,67 10-8 W/m 2 K 4 Flamtemperaturen beräknas till: 1280 K.
Sida 32 (73) Strålningsnivån från flamman minskar med avståndet. Detta har att göra med att den utsända strålningen delvis absorberas av luften. Den atmosfäriska transmissionsförmågan beräknas enligt: τ a = 1 - α w - α c där τ a = Transmissionsförmåga α w = Absorptionsfaktor vattenånga α c = Absorptionsfaktor koldioxid Vinkelkoefficienten (F 12 ) definieras som andelen strålning från en yta som träffar en annan yta. Detta är en geometrisk faktor som kan beräknas för alla typer av ytor och som också påverkar hur stor strålningen blir mot en punkt på ett visst avstånd från flamman. Både transmissionsförmåga samt vinkelkoefficient beräknas med hjälp av diagram från avsnitt 11.1.3 i FOA handboken [10] vid flamtemperaturen 1200 K. Lufttemperaturen antas vara 20 C och den relativ fuktighet antas till 50 % vilket ger ett partialtryck för vattenånga (p w ) på 1170 Pa. I följande tabell redovisas transmissionsförmåga samt vinkelkoefficient och infallande strålning på olika avstånd samt hur stor procent som får andra gradens brännskador av strålningen. Tabell 12 Skadeutfall brännskador Avstånd från flamma (m) α w α c τ a F 12 P 12 (kw/m 2 ) 0 0 0 1 1 152 100 10 0,1 0,01 0,89 0,28 38 80 15 0,13 0,02 0,85 0,2 26 30 20 0,15 0,02 0,83 0,15 19 7 30 0,18 0,03 0,79 0,11 13 0 Brännskador (%) Dessa avstånd adderas till de längder som jetflamman kan utbreda sig, vilket ger följande riskavstånd från gasolcisternen (2:a gradens brännskador): Tabell 13 Riskavstånd jetflamma Delscenario Utsläppsstorlek Riskavstånd (m) Jetflamma 1 Litet 39,7 Jetflamma 2 Medel 78,5 Jetflamma 3 Stort 127,1 I ovanstående riskavstånd (från gasolcisternen) tas dock ingen hänsyn till att gasoltanken är placerad mellan ett flertal byggnader som i sig kommer att skärma en eventuell jetflamma. En jetflamma bedöms ej kunna påverka områden utanför Skövde slakteri med undantag för östlig riktning där direkt angränsande verksamhet i form av reningsverket ligger. Utan hänsyn tagen till skärmande byggnader så når en jetflamma i värsta fall dock endast reningsverkets område i öster eller mindre kontorsbebyggelse i söder. Inom dessa områden vistas begränsat med människor och en övervägande majoritet av personerna kan förväntas vistas inomhus.
Sida 33 (73) Fördröjd antändning (gasmolnsexplosion/gasmolnsbrand) För scenario fördröjd antändning har tre stycken alternativa utfall studerats: litet, medel eller stort utsläpp som antänds efter fördröjning och bildar en gasmolnsexplosion. Detta scenario antas motsvara skada på ventil eller läckage vid påkörning av tank med lastbil/truck där utläckande gasol inte antänds direkt utan utläckande gasol sprids med vinden för att sedan antändas. För att beräkna konsekvenser av dessa har formler beskrivna av FOA [10] använts. För att beräkna storleken på det område som kan antändas behövs källstyrkan, Q, som beräknas på samma sätt som för jetflamman ovan till: Tabell 14 Källflöde fördröjd antändning Storlek på hål Q (kg/s) Litet 1,14 Medel 28 Stort 114 Rörelsemängden i utsläppet beräknas enligt: F Q = C 2 d v f A Med ovan definierade värden blir den resulterande rörelsemängden: Tabell 15 Rörelsemängd Storlek F (N) på hål Litet 47 Medel 1170 Stort 4700 Avstånd till brännbara koncentrationer beräknas med: där Y är nedre brännbarhetsgräns = 0,032 (massandel)
Sida 34 (73) Med ovan definierade värden ger detta följande riskavstånd (2:a gradens brännskador): Tabell 16 Riskavstånd fördröjd antänding Delscenario Fördröjd antändning 1 Fördröjd antändning 2 Fördröjd antändning 3 Utsläppsstorlek Riskavstånd (m) Litet 27,2 Medel 135,9 Stort 271,8 Inom ovanstående värsta riskavstånd (från gasolcisternen) vid stort utsläpp återfinns i öster reningsverkets område, i söder mindre kontorsbebyggelse, i väster enstaka bostäder i form av de närmst placerade villorna, samt i norr mindre lagerbyggnad. I dessa beräkningar har dock ingen hänsyn tagits till att cisternen är placerad mellan ett flertal byggnader vilket vid ett utsläpp kommer medföra ökad turbulens och utspädning av ett utsläpp. I norr och väster återfinns dessutom större planteringar med träd och buskage som kommer medföra turbulens och utspädning av ett eventuellt gasmoln och kommer dessutom fungera som en strålningsskärm i händelse av antändning av ett gasmoln. De områden som en fördröjd antändning av ett gasmoln praktiskt skulle kunna påverka är i princip reningsverkets område i öster och mindre kontorsbebyggelse i söder. Inom dessa områden vistas begränsat med människor och en övervägande majoritet av personerna kan förväntas vistas inomhus. Eftersom förhärskande vindriktning är väst-sydväst till sydlig vind så är det troliga scenariot att spridningen av gasolen sker mot reningsverkets område och strax norr om reningsverkets område.
Sida 35 (73) BLEVE Beräkningarna grundas på att ett antagande att hela gasoltanken innehållande cirka 11,2 m 3, vilket innebär en total massa av cirka 5,6 ton gasol, värms upp och exploderar. För att beräkna konsekvenser av dessa har formler beskrivna av FOA [6]använts. Diametern, D, och varaktigheten, t, på eldklotet beräknas enligt formlerna: D = 6,5 M 1/3 t = 0,85 M 0,26 där M = Bränslemassa = 5600 kg Eldklotets diameter beräknas till cirka 115 meter och varaktigheten till cirka 8 sekunder. Enligt FOA handboken kommer utstrålningen från ett BLEVE-klot att bli runt 200 kw/m 2. Detta ger en flamtemperatur på cirka 1370 K. Precis som vid beräkningen av jetflamman ovan beräknas transmissionsförmåga och vinkelkoefficient med hjälp av diagram från FOA handboken [10] men nu vid flamtemperaturen 1370 K. Lufttemperaturen antas vara 20 C och den relativ fuktighet antas till 50 % vilket ger ett partialtryck för vattenånga (p w ) på 1170 Pa. Tabellen nedan redovisar transmissionsförmåga samt vinkelkoefficient och infallande strålning på olika avstånd samt hur stor procent som får andra gradens brännskador av strålningen. Tabell 17 Skadeutfall brännskador Avstånd α w α c τ a F max P 12 (kw/m 2 ) Brännskador (%) från flamma (m) 0 0 0 1 1 195 100 10 0,1 0,01 0,89 0,9 118 100 50 0,19 0,02 0,85 0,3 46 70 80 0,22 0,04 0,83 0,2 28 45 130 0,25 0,04 0,71 0,08 13 0 Riskavståndet blir således 187,5 meter (57,5 + 130). Ingen hänsyn tas till eventuella projektiler från gasoltanken. Inom ovanstående riskavstånd (från gasolcisternen) finns i princip endast risk för uppkomst av 2:a gradens brännskador på personer i omgivningen på reningsverkets område i öster vid mindre kontorsbebyggelse i söder. Inom dessa områden vistas begränsat med människor och en övervägande majoritet av personerna kan förväntas vistas inomhus.
Sida 36 (73) 5.3 Osäkerheter och känslighetsanalyser Känslighetsanalyser har genomförts i form av beräkning av olika utsläppsflöden av gasol för både scenariot med jetflamma och fördröjd antändning (gasmolnsexplosion/gasmolnsbrand). Detta är redovisat i kapitel 5.2. Skadeområdet, utan hänsyn tagen till omgivande byggnader och vegetation, kan variera kraftigt beroende utsläppets storlek och källstyrka. Dock anses den reella konsekvensen bli begränsad till närområdet då byggnader och vegetation i praktiken kommer begränsa en eventuell flammas utbredning.
Sida 37 (73) 6 Riskvärdering 6.1 Allmänt Grunder för värdering av den risk en verksamhet innebär är dels konsekvensen av tänkbara olyckor och dels den frekvens med vilken dessa inträffar. Värderingen kan sedan göras efter fyra olika principer: - Enligt Rimlighetsprincipen; Risker som inom ekonomiskt rimliga gränser kan förebyggas ska undvikas. - Enligt Proportionalitetsprincipen; Fördelarna med risken ska vägas mot den nytta den bidrar till. - Enligt Fördelningsprincipen; Riskerna ska fördelas i samhället så att vissa områden inte bär orimligt stora risker. - Principen om undvikande av katastrofer; Samhället ser hellre att det inträffar flera små olyckor än få stora katastrofer. I praktiken omsätts ovanstående principer vid värdering av risken ur ett samhällsperspektiv oftast till kvantitativt uttryckta acceptanskriterier, exempelvis genom individrisknivåer eller F/N-kurvor, även om det ej finns formellt antagna acceptanskriterier av det slaget i Sverige. I aktuellt fall värderas risken i huvudsak utifrån kvantitativa konsekvensberäkningar och kvalitativa sannolikhetsbedömningar. Detta anses befogat då sannolikheterna för de studerade händelserna bedöms vara mycket låga. 6.2 Värdering av risken Ammoniak Värderingen av risken utgör en jämförelse med kriterier för vad som är en acceptabel risk. I aktuellt fall studeras primärt konsekvenserna av de mest troliga utsläppen som sätts i relation till de skadeeffekter som olika koncentrationer av ammoniak kan ge på människan. Diskussionerna nedan utgår från händelsen att kylsystemets innehåll läcker ut med olika källstyrkor, varaktighet, vid olika utsläppshöjder och väderförutsättningar. Variationer i dessa parametrar har stor påverkan på spridningen och exponeringstiden för de olika koncentrationerna som uppstår. Den troliga mängden ammoniak som kan läcka ut är avsevärt mindre än de 2000 kg som den största systemkomponenten teoretiskt kan innehålla, på grund av de tekniska system som finns och som föreslås. Exponeringstiden vid stora läckage med höga källstyrkor blir sannolikt därför endast en eller ett par minuter medan tiden vid mindre läckage kan uppgå till mellan 20 och 60 minuter. Exponeringstiden är avgörande för den dos som personer påverkas av och måste ställas i relation till de gränsvärden som primärt studeras (ERPG, IDLH) och som anger exponeringstider på 60 respektive 30 minuter. Nivån med dödlig koncentration (LD 50) med exponeringstiden 15 minuter studeras som en gräns där allvarligare skador eller dödsfall kan inträffa även vid kortare exponeringstider. Vissa utsläpp kan ge koncentrationsnivåer som överstiger gränsvärdena. Utsläpp som sker från säkerhetsventilerna vid brand kommer primärt ge upphov till höga koncentrationer precis i närheten av utsläppet. (EPRG-3 överskrids ej utanför anläggningen). Vid annat fel som ut-