På hjemmesiden er fremgangsmåden for risikoanalysen beskrevet ved 3 delelementer

Transkript

1 Energistyrelsen RISIKOANALYSE VED ENERGIBESPARELSER I INDUSTRIEN, FASE II Eksempel på risikoanalyse Case: Frugtpålægsfabrik 23. januar 2002 På hjemmesiden er fremgangsmåden for risikoanalysen beskrevet ved 3 delelementer 1. Beskrivelse af projektet. (Her beskrives både det eksisterende anlæg og det nye anlæg med eventuelle alternativer. Gerne simpel beskrivelse af anlæg i blackboks form) 2. Kvalitativ risikoanalyse (HAZOP). 3. Kvantitativ risikoanalyse (fejltræ). Risikoanalysen forenkles I denne case, hvor de ønskede parametre dagligt overskrides i det eksisterende anlæg, kan indskydes et ekstra forenklende led i analysen, se metodeskrivelsen herunder Metodebeskrivelse 1 Beskrivelser 1a Beskrivelse af det eksisterende anlæg Gerne simpel beskrivelse af anlæg i black-boks form 1b Beskrivelse af det nye anlæg, alternativ 1 1c.. Beskrivelse af det nye anlæg, alternativ 2.. 1d Diskussion af forenklingsmuligheder. Reduktion foretages i antallet af parametre og informationer vedrørende det eksisterende anlæg. Den efterfølgende risikoanalyse foretages i denne case på den sikre side som om det eksisterende anlæg er bedre end det rent faktisk er. 1af Forenklet beskrivelse af det eksisterende anlæg 1b Beskrivelse af det nye anlæg, alternativ 1 Normalt uændret 1c Beskrivelse af det nye anlæg, alternativ 2.. Normalt uændret Risikoanalysen foretages herefter på det overfor beskrevne forenklede anlæg 2 Kvalitativ risikoanalyse (HAZOP). 3 Kvantitativ risikoanalyse (fejltræ). Teknologisk Institut Energi. side1 frugtpålægsfabrik :54

2 2 Før- og efter-situation reduceres til black-boks-diagrammer Vejledning En black-boks-tegning vil i sær indeholde de komponenter der er tilføjet /fjernet/ændret og som har betydning for anlæggets evne til at overholde de ønskede parametre. Black-boks-tegninger vil hyppigt indeholde følgende komponenter: luft-behandlingsanlæg, luftfordelingsanlæg og luft-indblæsning/udsugning med evt. regulering 1a. Beskrivelse af det eksisterende anlæg. Frugtpålægsfabrikken har et ventilationsbehov til fjernelse af varme og fugt fra lokaler i fabrikken. I forbindelse med en produktionsudvidelse ønskes lokalernes areal samtidigt fordoblet. De ønskede krav til fugtprocent i vaskeri og temperatur i pakkeri overskrides i ca. 20% af tiden. Forenklet diagram førsituation Pakkeriet er primært varmebelastet fra beholdere med nykogt frugtmasse. Vaskeriet er primært fugtbelastet. Der foreligger kun 1 styringsmulighed, på temperaturen i pakkeriet. Der kan blive ret koldt i vaskeriet selv om der er ret varmt i pakkeriet. I et fælles forum af driftsansvarlige er oplyst at øvre grænser for fugt og temperatur skal undgås overskredet af hensyn til arbejdsmiljøet og ikke direkte af hensyn til processsen. Inventar og installationer kan tåle spuling med vand, hvilket af hygiejniske grunde sker én gang daglig efter arbejdstids ophør, hvor efter lokalerne tørres om natten. Det oplyses at den ønskede øvre grænser for henh. Fugt og temperatur overskrides 20% af tiden i henholdsvis vaskeri og pakkeri. Hvor vidt denne overskridelse er stor, dvs. kræver væsentligt forøget luftstrøm for at overholde de ønskede parametre, er ikke

3 3 oplyst. Der er i dagtimerne ikke problemer med kondensdryp fra klimaskærm og installationer. 1b. Beskrivelse af det nye anlæg, alternativ 1 Der opbygges et ekstra ventilationsanlæg, med samme ydelse som det eksisterende, således at de to anlæg skal køre parallelt. 1c. Beskrivelse af det nye anlæg, alternativ 2.. Af det detaljerede diagram herunder fremgår at et forenklet diagram nødvendigvis må optegnes for at bevare overblikket. Nyt ændret anlæg, forenklet. Det eksisterende anlægs ventilationseffektivitet forøges væsentligt og styringen af dette forbedres mht. rum med forskellig krav til maksimal fugtprocent og temperatur. Samtidig forbedres ventilationsarmaturerne ved hjælp af Teknologisk Institut Energi / Ven-

4 4 tilation så meget at de stillede krav til luftkvalitet fremtidigt kan overholdes hele tiden med samme luftflow selv om det betjente areal er fordoblet. Overholdelse af kravene forudsætter naturligvis at risikoen for fejlfunktions ikke er større for det nye anlæg end det har været for det gamle. Forenklet diagram, eftersituation. Det betjente areal er nu udvidet til det dobbelte. Ventilationseffektiviteten er nu forøget så meget, at tilførselen af fugt henholdsvis varme garanteres reduceret til under 30% af det oprindelige. Dette er sket ved anvendelse af bedre afdækninger over vaskekar, henholdsvis omplacering af udsugninger til område med varmekilder i pakkeri. Luftstrømme og styring: Pakkeri: konstant m 3 /h indblæst. Indblæsningstemperatur fra hovedanlæg styres af en temperaturføler i pakkeri + en temperaturføler for temperaturbegrænsning af for lav temperatur i kanal. Vaskeri: m 3 /h. Luftstrømmen kan begrænses. Hvis fugt eller temperatur overstiger ønskede værdier skrues op for luftstrømmen. Dog således at fugtføleren har autoritet i forhold til temperaturføleren. Dvs. hvis fugtprocenten bliver for høj i rummet skrues op for luftstrømmen, selv om temperaturen skulle blive under den af personalet indstillede ønskeværdi. Ved bortfald af styrestrøm åbner volustaten til maks (FO) fail open). 1.d Diskussion af forenklingsmuligheder Specielle forhold vedrørende driften De to lokaletyper vask og pakkeri har forskellige belastninger vedrørende henholdsvis primært fugt- og varmebelastning. Se Black-boks-tegninger. De ønskede fugtgrænser henh. temperaturgrænser overskrides dagligt i mindre grad i førsituationen i ca. 20% af drifttiden, dvs. inden for normal arbejdstid. Efter normal arbejdstids ophør spules lokalerne af hygiejniske grunde, hvorefter de lufttørres natten over. Forenkling: risikoanalysen gennemføres på den sikre side som om det eksisterende anlæg kunne overholde de ønskede krav. Konsekvenser af overskridelse af fugt- og temperaturgrænser som følge af fejl i anlæg Kortvarige overskridelser stopper ikke produktionen, men virksomheden ønsker gennemført en risikoanalyse for at give sikrest muligt drift af det nye anlæg. Energibesparelsespotentialet ligger i at et dobbelt så stort areal kan betjenes af det samme ventilationsanlæg. Resume: Det drejer sig om, at vurdere risici ved etablering af ekstra automatik på ét ventilationsanlæg fremfor at installere to ventilationsanlæg.

5 5 Den egentlige risikoanalyse består af en kvalitativ og en kvantitativ risikoanalyse. Det er en betingelse for produktionen at både vaskeri og pakkeri er i drift, at henholdsvis fugtprocent og temperatur ikke overskrider de ønskede værdier i flere timer end tilfældet ville være i dag, hvis der alene var installeret et ekstra ventilationsanlæg. 2.Kvalitativ risikoanalyse (HAZOP). Vejledning til brugen. Se venligst efterfølgende skema, der viser det simple Hazop-skema Udgangspunktet for den kvalitative analyse er HAZOP metoden, som er en velkendt metode til at kortlægge fejltyper i eksisterende processer og ved forandringer. Fejltyper identificeres ved for relevante procesparametre at bruge tilhørende ledeord opstillet i et HAZOP skema, som kan udskrives i PDF-format via hjemmesiden. Ved en gennemlæsning af vejledningen og indledende gennemgang af HAZOP metoden opleves følgende barrierer for en ny bruger af værktøjet: Umiddelbart virker det forholdsvis abstrakt som førstegangs bruger at kaste sig ud i HAZOP øvelsen. Sammenhængen mellem ledeord, afvigelse, årsager og konsekvenser er ikke umiddelbart forståelig - specielt hvis henvisningen til idekatalog for procesvariable overses. Hvad gøres der når to procesparametre ikke kan adskilles, som når masse- /volumenflow og temperatur er indbyrdes afhængige i et ventilationsanlæg. Det har tidligere vist sig, at give anledning til problemer ved den kvantitative analyse, hvis ikke der omhyggeligt sørges for at adskille hændelsers oprindelse. Eksempelvis giver lavere volumenstrøm anledning til højere temperatur, men ønske om lavere fugtprocent i vaskeri kan give anledning til lavere rumtemperatur i samme rum. Det virker samtidig som om det er nødvendigt, at forenkle problemstillingen ved evt. at opdele en proces i to dele som i første omgang betragtes som Black Boxes. Herpå kan hver delproces analyseres og videre opdeles i to nye delprocesser indtil den ønskede detaljering er opnået. For at tage hul på HAZOP anvendes her de forenklede procesdiagrammer, angivet under afsnit 1, førsituation og eftersituation. I denne sag er detaljerede procesdiagrammer ikke medtaget under punkt 1. Kun primære ledeord for procesparametrene tryk, temperatur mv. inddrages. Sekundære ledeord som indeholdes i vejledningens fase I udelades for at sikre et enkelt og let tilgængeligt værktøj. Reference til sekundære ledeord kan lægges som reference for særligt øvede brugere. Det fører til en HAZOP undersøgelse Det simplificerede HAZOP skema med årsager til afvigelser i driftsparametre udfyldes:

6 6 Q:\Vent\EHH\RISK2\[hazop1.xls]Ark1 Simplificeret Hazop-skema med årsager til afvigelser NA: Not Applicable, ikke relevant, parameteren er ikke uafhængig af de andre variable. Rummene hedder pakkeri og vaskeri Parametre/ledeord a.temperatur b.tryk c.fugt a1-1:pak har c1-1:pakkeri: NA øget proces 1.For meget/for høj a1-2:fejl i hovedanlæg b1.1:na c1-2:vaskeri: øget proces 2.For lidt a2-1: pak: svigt i hovedanlæg b2.1:na c1-3:for lavt flow til rum c2-1pakkeri: NA, med mindre der er problemer med udtørring af frugtvare. c2-2vaskeri: NA (kan aldrig blive for lav) 3.Ingen X X X Når skemaet udfyldes er det uhyre vigtigt, at procesforståelsen parres med risikoanalysen, hvorfor det skal understreges i vejledningen, at denne øvelse udføres i et fælles forum med drifts ansvarlige, energiledere, rådgivere og beslutningstagere for at afdække alle problemstillinger og undgå huller. Efterfølgende bør som vist opstilles et skema med konsekvenser og mulige modforanstaltninger til afvigelserne i driftsparametrene: Skemaet er kun udfyldt i et par af felterne vedrørende nye funktioner. Virksomheden bør udfylde resten af skemaet i det omfang der foreligger relevante erfaringer vedrørende øvrige punkter.

7 7 ITEM AFVIGELSE KONSEKVENS MODFORANSTALT- NING A.1-1 A.1-2 A.2-1 For koldt 20 0 C minimumstermostat til hovedunit B.1-1 B.2-1 C.1-1 C.1-2 C.1-3 C.2-1 C.2-2: Svigt af styreenergi Fugt-procent kan blive For høj Volustat skal være af type FO (fail open) Kvalitativ risikoanalyse er nedenfor vist udført med blokke, så der hele tiden kun er to fejlmuligheder. Herefter kan de enkelte blokke hele tiden nedbrydes i underblokke. Indtil den ønskede detaljeringsgrad er opnået. Konklusion metode Der medtages kun procesvariable af primær karakter. Der skal arbejdes koncentreret med ledeord og tilhørende årsagssammenhænge. Det skal understreges i vejledningen, at udarbejdelsen af HAZOP skemaet sker i form af et brainstorming møde, hvor alle mulige vinkler skrives ned i et plenum.

8 8 Konklusion case frugtpålægsfabrik Af blokdiagrammet kan ses: I dette tilfælde fungerer pakkeriet isoleret altid Volustat og automatik herfor fungerer altid hvis volustaten er FO, dvs. åbner i tilfælde af svigt af styreenergi. Konklusion: Der er ingen ekstra risiko i forhold til referenceanlægget. Risikoen er halveret i forhold til alternativ 1, hvor der skulle være to samtidigt kørende referenceanlæg. 3.Kvantitativ risikoanalyse (fejltræ). Punktet udgår, da risikoen ved alternativ 2 ifølge ovenstående blokdiagram ikke er forøget i forhold til det oprindelige anlæg og kan betragtes som halveret i forhold til det nu dækkede areal.