Indholdsfortegnelse 1 Baggrund og formål...2 2 Brændsel (træpiller)...2 3 Forgasningsgas...2 3.1 Brand- og eksplosionsegenskaber...2 3.2 Gassens lugt...5 3.3 Gassens sundhedsskadelige egenskaber...5 4 Hjælpebrændsel (let fyringsolie)...7 5 Restprodukter...7 6 Gennemgang af ATEX-analysen...8 6.1 Klassificering af brand- og eksplosionsfarlige områder...8 6.2 Aske...10 6.3 Beskyttelsesforanstaltninger...10 7 Gennemgang af HAZOP-analysen...10 7.1 Generelle kommentarer til risikovurderingen...10 7.2 Brændselssystem...11 7.3 Forgasser...11 7.3.1 Gasifier start-up heater...12 7.4 Gaskøling...13 7.5 Partikelfilter...13 7.6 Fakkel...14 7.7 Gas-scrubber...14 7.8 Reformer...14 7.9 Gasdistributionssystem...15 7.10 Gasmotorer...15 7.11 Nitrogendistribution...15 7.12 Instrumentluft...15 7.13 Kølevandssystem...15 7.14 Fjernvarmesystem...15 20. april 2005 Side 1 af 15
1 Baggrund og formål I/S Skive Fjernvarme etablerer et kraftvarmeværk baseret på forgasning af biomasse (Biomass Gasification Gas Engine plant BGGE). Fremstilling og håndtering af gas indebærer en vis risiko for sundhed, sikkerhed og miljø. Til vurdering af denne risiko skal anlæggets leverandør udarbejde studier af sikkerheden ved anlæggets funktioner og drift. Iht. Direktiv 94/9/EF er der udarbejdet en ATEX-analyse (ATEX = "Atmosphères Explosibles"). Endvidere er der foretaget en HAZOP-analyse (Hazard and Operability Study). Teknologisk Institut, repræsenteret ved ingeniør Uwe Zielke, foretager som konsulent for Beredskabskontoret i Skive en vurdering af disse dokumenter samt en generel vurdering af anlæggets sikkerhed på basis af Uwe Zielkes mangeårige erfaring med forgasning af faste brændsler. Den 15. marts 2005 blev Teknologisk Instituts foreløbige risikovurdering gennemgået med anlægsleverandøren og bygherren, hvorefter leverandøren fik lejlighed til at uddybe og revidere nogle punkter i sine analyser. Den 8. april 2005 fremsendte leverandøren en revideret udgave af ATEX- og HAZOP-analysen version 1.1, mærket med revisionsdatoerne hhv. 06 04 05 og 08 04 05. Resultatet af revisionen omtales nedenfor i forbindelse med Teknologisk Instituts respektive anmærkninger. 2 Brændsel (træpiller) Brand- og eksplosionsrisikoen i forbindelse med brændselshåndteringen er knyttet til brændselsstøv. I ATEX- og HAZOP-analysen er dette punkt belyst tilfredsstillende. Risikoen er ikke ændret i væsentligt omfang i forhold til tidligere. Store dele af brændselshåndteringen foregår på det eksisterende anlæg. 3 Forgasningsgas 3.1 Brand- og eksplosionsegenskaber Gassen fremstilles ved termisk dekomponering af fast brændsel, som hos I/S Skive Fjernvarme består af træpiller. Gassens brændbare hovedkomponenter er kulmonoxid (CO 20-25 vol%), brint (H 2 15-20 vol%) og metan (CH 4 1-4 vol%). Resten består af de inerte komponenter kuldioxid (CO 2 ), kvælstof (N 2 ) og vanddamp (H 2 O). Gassen er en lavbrændværdigas (LHV-gas) med en brændværdi mellem 4,5 og 6,8 MJ/m 3 n, altså ca. 7 gange mindre end naturgas. Gassens massefylde er mindre end luftens og luft/gas støkiometrien er tæt på 1. 20. april 2005 Side 2 af 15
Gassens antændelsestemperatur er >450 C, altså temperaturklasse T1 ifølge ATEXdirektivet. I leverandørens ATEX-analyse er gassen tilordnet den strengeste eksplosionsgruppe, IIC. Miljøstyrelsen oplyser, at den omtalte gas er stærkt brændbar, men ikke eksplosiv. Til belysning af denne problemstilling skal her fremdrages nogle definitioner: 1. Eksplosionsgrænser: I nyere litteratur fortrækkes udtrykket antændelsesgrænser (flammability limits). En gas/luftblanding vil kun brænde, så længe gaskoncentrationen befinder sig mellem øvre og nedre eksplosionsgrænse, hhv. UEL og LEL. Grænserne bestemmes eksperimentelt, og de er temperatur- og trykafhængige. 2. Eksplosion: Termodynamisk reaktion med defineret udbredelseshastighed. Der tales om forpufning ved en flammefronthastighed på mellem 0,1-1 m/s. Eksplosionen har en hastighed på mellem 1-1000 m/s, og detonationen har en hastighed > 1000 m/s. 3. Ekplosibel: I engelsk faglitteratur bruges begrebet "eksplosible" gas, som betyder, at UEL=100 vol%. Eksempelvis har acetylen en UEL på 100 vol%, og stoffet dekomponerer således af sig selv i fri tilstand. Dette begreb er formentlig årsagen til, at Miljøstyrelsen mener, at forgasningsgas kun er brændbar, men ikke eksplosiv. At gassen kan eksplodere, hersker der dog ingen tvivl om. Det vidner episoder på flertallet af forgasningsanlæg om. Det er dog vigtigt at fastslå, at skaderisikoen under alle omstændigheder er størst inden for anlæggets skel. Gas/luftblandinger har som sagt et afgrænset eksplosionsområde. I faglitteraturen er oplysninger omkring biomasseforgasningsgas endnu ret sparsomme, men da gassen er beslægtet med kulforgasningsgas, kan der sammenlignes med nøgletal fra denne gas. Stenkulforgasningsgas Antændelsestemperatur C 625 Nedre eksplosionsgrænse (LEL) Vol% 18 Øvre eksplosionsgrænse (UEL) Vol% 64 Tabel 1: Eksplosionsområde for stenkulforgasningsgas På grund af gassens relativt høje brintindhold er eksplosionsområdet ret stort. Ren brint har således et eksplosionsområde fra 4,1 til 75 vol% i luft, men eksplosionsområdet indsnævres af gasblandingens inert-andel. Den laminare flammehastighed nedsættes ligeledes af gassens inert-andel. Erfaringer fra motordrift med forgasningsgas beretter således om afdæmpede eksplosioner og en "blød" motorgang, hvilket tilskrives gassens høje indhold af inerte komponenter. 20. april 2005 Side 3 af 15
Leverandørens ATEX-analyse oplyser en beregnet nedre eksplosionsgrænse (LEL) på ca. 13 vol%, hvilket formentlig er til den sikre side set i relation til ovenstående grænser for stenkuls-forgasningsgas. Beregningen er baseret på le Chatelier's lov, som gælder for brændbare gasser. Eksplosionsgrænserne skal korrigeres for gassens inert andel, og korrektionsfaktorer er empiriske tal. Dette er ikke gjort i ATEX-analysen. Endvidere skal det bemærkes, at le Chatelier's lov ikke fungerer korrekt ved brint- og umættede kulbrinteforbindelser. Dette betyder, at den beregnede LEL er behæftet med stor usikkerhed. Den efterfølgende konklusion på side 17 i ATEX-analysen, om, at (citat) "blandinger bestående af 35% rå forgasningsgas og luft (iltindhold 21 vol%) ikke danner brændbare forbindelser, mens der ved tyndere blandinger kan dannes brændbare forbindelser i tilfælde af gaslækage" må afvises som direkte forkert. Tvært imod er den nævnte blanding tæt på den støkiometriske blanding, som anses for at give det størst mulige eksplosionstryk. I det følgende oplyses nogle gasarters støkiometriske koncentrationer i luft, som ved eksplosioner anses for at give det maksimale eksplosionstryk. Brint (H 2 ) Kulmonoxid (CO) Metan (CH 4 ) Vol% gas i luft 30 30 9,5 g/m 3 n 27 377 68 Tabel 2: Støkiometriske koncentrationer for nogle brændbare gasser Det ukorrekte udsagn har dog ingen indflydelse på ATEX-analysen, idet bortventilering af brændbare gasser udelukkende er baseret på den nedre eksplosionsgrænse (LEL). Ved eventuel lækage af rågas, som jo har en temperatur på ca. 800 C, vil gassen antænde umiddelbart ved kontakt med rumluftens ilt. Der er således ingen eksplosionsfare ved lækage af varm gas (> 650 C), men naturligvis er der risiko for brand, hvis der er brændbare materialer i nærheden af lækagen. Ved lækage af kold gas kan der dannes eksplosive gas/luftblandinger. Forgasningsgas har på sin vis en naturlig fordel, hvad angår lækager. Den lugter så kraftig, at lækager afsløres øjeblikkeligt. Leverandørens revision vedr. afsnit 3.1: Det ukorrekte udsagn er fjernet og erstattet af et afsnit om varm- og koldgassens eksplosionsegenskaber. 20. april 2005 Side 4 af 15
3.2 Gassens lugt Det, som er en fordel ved lækagesøgning, nemlig lugten, er en ulempe for omgivelserne. Lugten kan vise sig at blive den største gene for naboer. Der er flere mulige lugtkilder på anlægget: 1. Faklen i forbindelse med flammesvigt 2. Gasudblæsning via sikkerhedsventil på buffertank 3. "Tjære" fra gasrensningsanlæg Leverandørens revision vedr. afsnit 3.2: Der er tilføjet et kort afsnit om gassens lugt svarende til ovenstående. 3.3 Gassens sundhedsskadelige egenskaber Idet gassen indeholder høje koncentrationer af kulmonoxid (CO), indebærer den en umiddelbar risiko for akut forgiftning af personer, som opholder sig i lokaler med gaslækage. CO er en dødelig gift, som binder blodets hæmoglobin og dermed forhindrer ilttransporten i blodet. Dødsårsagen er således kvælning. CO er en farveløs, lugt- og smagsfri gasart med omtrent samme vægtfylde som luft. Anlæggets personale bør forsynes med personbårne CO-alarmer. Forgasningsgas indeholder også andre sundhedsskadelige komponenter end CO om end i meget mindre koncentrationer. ATEX-analysen nævner bl.a. svovlbrinte (H 2 S), ammoniak (NH 3 ) og klorbrinte (saltsyre, HCl). Yderligere forekommer der "tjære", som indeholder sundheds- og miljøskadelige komponenter. Fra målinger på fluidized bed-forgassere har vi erfaret, at denne type forgasningsproces genererer højtemperaturtjære, som hovedsageligt indeholder aromatiske kulbrinter, hvoraf nogle er optaget på listen over stoffer, som anses for at være kræftfremkaldende. Anlæggets personale skal have personlige beskyttelsesmidler, som sikrer dem mod disse stoffer. Beskyttelsesmidler skal anvendes især ved reparationer på anlægget, rensning af anlægskomponenter og ved håndtering af restprodukter fra forgasser, filter, gasscrubber mv. Kontakt med filteraske og tjære skal så vidt muligt undgås. Af efterfølgende tabel fremgår nogle komponenter med tilhørende grænseværdi iht. ATvejledning C.0.1 af oktober 2002. 20. april 2005 Side 5 af 15
CAS nr. Koncentration i rågas vol ppm AT Grænseværdi vol ppm Kulmonoxid (CO) 630-08-0 210.000 25 Svovlbrinte (H 2 S) 7783-06-4 40 10 Ammoniak (NH 3 ) 7664-41-7 500 20 Klorbrinte (HCl) 7647-01-0 10 5 Benzen 71-43-2 5.000 0,5 (HK) Faste stoffer (krystallisk ved stuetemp.) mg/m 3 n mg/m 3 n Naphthalen 91-20-3 2.000 50 Phenanthren 85-01-8 800 Pyren 129-00-0 250 Benz (a)pyren 50-32-8 30 R45 Tabel 3: Skadestoffer i forgasningsgas H betyder, at stoffet kan optages gennem huden. K betyder, at stoffet er optaget på listen over stoffer, som anses for at være kræftfremkaldende. R45 betyder "Risikosætning 45" = kan fremkalde kræft Sidstnævnte tre stoffer, som tilhører stofgruppen PolyAromatiske Hydrocarboner (PAH), fremgår ikke af AT-vejledning. Her kan henvises til Miljøstyrelsens vejledning nr. 2 af 2001, Luftvejledningen, som anfører en emissionsgrænseværdi for PAH på 0,005 mg benz(a)pyren-ækvivalenter/m 3 n. PAH-koncentrationen i rågassen er således mere end 6.000 gange større end emissionsgrænseværdien. Dette betyder dog ikke, at gassen indebærer en umiddelbar risiko for omgivelserne, idet gassen renses og forbrændes undervejs i processen. Gasrensningen foregår i cyklon, som fjerner bed-materiale og aske, dernæst følger reformeren, hvor tjæren dekomponeres katalytisk og omdannes til CO og H 2 gennem vandtilsætning. Herefter renses gassen yderligere i et partikelfilter. Reformerens virkningsgrad er ikke oplyst, men det kan antages, at PAH-koncentrationen her reduceres med en faktor 50, og i det samlede gasrensningssystem vil PAH-koncentrationen typisk reduceres med en faktor 100. Reduktionen ved forbrændingen i en gasmotor er af samme størrelsesorden. Emissionen fra motoren vil således være i størrelsesordenen 3 µg/m 3 n. Leverandørens revision vedr. afsnit 3.3: I HAZOP-analysen er tilføjet appendix 5 om "Health related risks", som refererer til ovenstående. 20. april 2005 Side 6 af 15
4 Hjælpebrændsel (let fyringsolie) Dampe fra fyringsolie har ligeledes et defineret eksplosionsområde, men det er betydelig mindre end området for forgasningsgas. Faglitteraturen oplyser følgende data: Let fyringsolie Flammepunkt iht. ASTM D 93 C 61 Antændelsestemperatur C 360 Nedre eksplosionsgrænse (LEL) Vol% 0,6 Øvre eksplosionsgrænse (UEL) Vol% 6,5 Tabel 4: Eksplosionsområde for let fyringsolie Eksplosioner i forbindelse med fyringsoliedampe sker sjældent, men de forekommer dog eksempelvis i forbindelse med gentagne opstart af oliefyr på varmt anlæg, med flammesvigt på oliefyret (Haslev pyrolyseanlæg). Leverandørens revision vedr. afsnit 4: I HAZOP-analysen er tilføjet et afsnit b4 om "start-up heater", som nu er vurderet som en SIL 2. Der foreligger forbedringsforslag, Ai 330-1 og Ai 330-2, som minimerer risikoen for eksplosioner pga. oliedampe. 5 Restprodukter Ved forbrænding i motor eller kedel dekomponerer PAH'erne til normale forbrændingsprodukter og ved reformering omdannes de til CO og H 2. PAH'er, som passerer reformeren eller som ledes uden om denne i visse driftssituationer, forefindes stort set uændret i gasrensningssystemets restprodukter. PAH'er er uopløselige i vand, og de kondenserer gerne på partikeloverflader. De genfindes derfor primært i filterstøvet. De i tabel 3 anførte værdier for PAH antyder, at filterasken til tider kan indeholde betydelige koncentrationer af denne stofgruppe, og asken bør derfor omgås med omhu og bortskaffes iht. de gældende regler. Ufuldstændig forgasning og reformering resulterer i dannelse af kulstof. Dette kulstof forefindes som trækulpartikler i forgasserasken og som meget fint svævestøv (sodpartikler) i filterasken. Leverandørens ATEX-analyse oplyser et kulstofindhold på 1-10% i forgasserasken og 20-60% i filterasken. Det høje kulstofindhold i filterasken er i overensstemmelse med vores erfaringer, og et kulstofindhold på 1-10% er vel lidt optimistisk, især den nedre grænse. Der oplyses endvidere, at asken ikke anses for at være brændbar. Dette punkt er vi ikke enige i. 20. april 2005 Side 7 af 15
Pga. vandtilsætning ved forgasningen sker der en fysisk omdannelse af kulpartiklerne, som bevirker, at strukturen bliver porøs. Kulstofpartiklerne får en meget stor indre overflade - de bliver nærmest til aktiv kul. Det er vores erfaring, at kulstofrester fra forgasning antænder endog særdeles villigt, og med et kulstofindhold op til 60% må filterasken anses for letantændelig og brændbar. Leverandøren bør redegøre for påstanden om askens ubrændbarhed, som forekommer umiddelbart misvisende. Redegørelsen bør belyse, om dette punkt indebærer konsekvenser for de gennemførte ATEX- og HAZOP-analyser. 6 Gennemgang af ATEX-analysen 6.1 Klassificering af brand- og eksplosionsfarlige områder Ved gennemgang af leverandørens ATEX-analyse har vi kontrolleret beregninger af det hypotetiske volumen, V z, som repræsenterer det volumen, i hvilket middelkoncentrationen af brændbare gasser er 0,5 gange LEL. V z afhænger af udslippets omfang og omgivelsernes ventilation. Leverandøren oplyser, at en typisk pakningslækage resulterer i et udslip på mellem 0,0006 og 0,0007 m 3 /s, som resulterer i et hypotetisk volumen V z (rågas) på 6 m 3. Ved at antage, at udslippet stammer fra en trykbeholder med et indvendigt overtryk på 2 bar og med et hul i yderkappen, hvorigennem trykket udlignes, er vi i stand til at regne baglæns og finde frem til, at leverandørens udgangspunkt er en lækage på ca. 2 mm 2. Da EN 60079-10 anbefaler, at ATEX-analysen bør baseres på konservative antagelser, mener vi, at udslippet er vurderet for lavt. Vi antager, at et ældet pakningsstykke på 100 x 2 mm presses ud af flangesamlingen, hvilket naturligvis resulterer i et noget større udslip. Det hypotetiske volumen af dette udslip (V z ) bliver 700 m 3, som dog ikke er større, end at ventilationssystemet kan kontrollere det brændbare volumen. Klassificeringen som zone 2 er således også korrekt i dette tilfælde. Beregningen af leverandørens vedholdenhedstid følger ikke anvisningerne i EN 60079-10. Idet der i umiddelbar nærhed af udslippet, altså helt henne ved flangen, må forventes en teoretisk gaskoncentration tæt på 100% (=X 0 ), anbefaler EN 60079-10, at der ved beregningen af gasskyens vedholdenhedstid anvendes en koncentration X 0 > LEL. Til forklaringen af sammenhængen vises efterfølgende ligningen for vedholdenhedstiden, t. 20. april 2005 Side 8 af 15
t = f C ln LEL k X 0 [ sek ] hvor: f = Kvalitetsfaktor for ventilationen. Ved ideelle forhold er f = 1, og ved hindret luftstrøm er f = 5. I dette tilfælde er f = 2 svarende til mekanisk ventilation i lokaler. C = Luftskifte pr. tidsenhed [sek -1 ] LEL = Den nedre eksplosionsgrænse k = X 0 = Sikkerhedsfaktor. Ved kontinuerlige og primære udslip er k = 0,25 og ved sekundære udslip er k = 0,5 Begyndelseskoncentration i samme enhed som LEL Løses ligningen således, at t = 5 minutter, som leverandøren finder frem til, ses, at X 0 = 9,6 vol%, altså mindre end LEL. Dette kan ikke være korrekt, idet begyndelseskoncentrationen må være større end LEL. Med udgangspunkt i ovenstående eksempel med et hypotetisk volumen V z på 700 m 3 og X 0 på 68 vol%, som omtrent svarer til forgasningsgassens øvre eksplosionsgrænse (UEL), beregner vi en vedholdenhedstid, t = 34 min. og ved X 0 = 100 vol% bliver t = 40 min. Det bør vurderes, om luftskiftet skal øges for at reducere gasskyens vedholdenhedstid. Ovenstående indvendinger gælder også for mulige flangelækager på resten af anlægget. Der skal dog tages hensyn til det ændrede indvendige tryk. Ved klassificeringen af eksplosionsfarlige områder på forgasningsanlægget bør der vurderes, om den varme rågas i det hele taget kan resultere i eksplosionsfarlige områder. Som før nævnt vil den varme forgasningsgas blive antændt umiddelbart ved kontakt med luftens ilt. Under forudsætning af, at gassen ikke afkøles væsentligt ved passagen ud af utætheden i flangen, vil lækagen blot resultere i, at der står en stikflamme ud af flangesamlingen. Risikoen for dannelsen af et eksplosionsfarligt område ved forgasser og reformer begrænses således yderligere til kun at omfatte perioder, hvor gassen er koldere end ca. 650 C, altså ved opstart og nedlukningen af anlægget. Leverandørens revision vedr. afsnit 6.1: Leverandøren oplyser, at der bruges specielle pakninger i gassystemet, hvilket bevirker, at en hændelse som beskrevet ovenfor er meget usandsynlig. Leverandøren har dog foretaget 20. april 2005 Side 9 af 15
nye beregninger af det hypotetiske volumen og af vedholdenhedstiden, som er baseret på en større lækage og en højere gaskoncentration ved lækagestedet. Herefter er leverandøren enig i Teknologisk Instituts beregninger. 6.2 Aske Da vi anser asken for at være et brændbart materiale, som er letantændeligt ved forhøjede temperaturer, bør asken afkøles og evt. befugtes, inden den bringes i kontakt med luftens ilt. Befugtningen er endvidere med til at reducere risikoen for spredning af støv. Leverandørens revision vedr. afsnit 6.2: Leverandøren har erfaring for, at flyveaske fra fluidized bed-forgasning er svært antændeligt, men at den kan gløde, og at den derfor bør køles, inden den kommer i kontakt med luftens ilt. 6.3 Beskyttelsesforanstaltninger Ingen yderligere kommentarer. 7 Gennemgang af HAZOP-analysen Af det følgende fremgår vores kommentarer til leverandørens HAZOP-analyse af 5.11.2004 version 1.0. 7.1 Generelle kommentarer til risikovurderingen Med henvisning til afsnit 3.3 i dette notat bør nævnes, at der forefindes stoffer, som anses for at være kræftfremkaldende. Disse stoffer bør indgå i vurderingen af "Risks concerning life and health", således at de fornødne forholdsregler kan træffes ved håndteringen af specielt filteraske og evt. kondensat, som indeholder kulbrinter samt ved vedligeholdelse og rengøring af anlægskomponenter. Leverandørens revision vedr. afsnit 7.1: I HAZOP-analysen er tilføjet appendix 5 om "Health related risks". 20. april 2005 Side 10 af 15
7.2 Brændselssystem I det samlede brændselssystem (subsystem a1 - a7) har leverandøren identificeret 6 stk. SIL 1 og 3 stk. SIL 2. Årsagen er hhv. antændelse af træstøv i brændselssystemet eller N 2 -lækage fra inertiseringssystemet. De 3 stk. SIL 2 er begrundet i en konsekvensvurdering på C3, hvilket er en ret konservativ vurdering. Vi anser derfor analysen for fyldestgørende på de fleste punkter. Der er dog et muligt sammenfald af to hændelser: a1-3.3 Fire in the fuel bucket elevator a3-1.3 N 2 -leaks out of rotameter or other instruments which are located near the bucket elevator Den første hændelse starter inertiseringssystemet, således at N 2 lukkes ind i brændselselevatoren. Den anden hændelse stopper N 2 -tilførslen. Branden bliver altså ikke slukket. Teknologisk Instituts reviderede opfattelse af dette punkt: Teknologisk Institut frafalder ovenstående, idet "fuel bucket elevator " er forsynet med tre separate tilgange af N 2, som hver er forsynet med rotameter. Det er meget usandsynlig, at alle tre systemer er utætte samtidig. Derfor vil en eventuel brand i elevatoren blive slukket. 7.3 Forgasser Omkring forgasseren (subsystem b1 - b3) har leverandøren identificeret 2 stk. SIL 1 og 7 stk. SIL 2. Ved askesystemet er årsagen generelt N 2 -lækage til rummet. Ved reaktoren nævnes mulige gasudslip samt overhedning af reaktorens stålkappe pga. beskadigelser i udmuringen. Af det følgende fremgår kommentarer til nogle udvalgte hændelser: b1-2.4: Dampen kan naturligvis skade andet end kabler. Dampledningen skal placeres således, at personalet ikke udsættes for skoldning gennem dampstrålen. b3-1.2: Gaslækage fra reaktor. Hvordan forventer man denne lækage? Leverandøren bør uddybe. Sker der et pludseligt brud ved "hot spot", eller opstår lækagen ved erosion af "hot spot" med langsom skalning af det overhedede område på stålkappen? Kommentar: Spørgsmålet er belyst tilfredsstillende. En evt. utæthed vil opstå meget langsomt gennem skalning. Processen vil blive opdaget pga. temperaturfølsom maling. 20. april 2005 Side 11 af 15
b3-1.3: Rapture disk breaks down. Dette sker i forbindelse med for højt tryk i forgasseren. Leverandøren bør uddybe, hvad der sker, når aflastningsåbningen står åben. Det står klart, at der sker en hurtig trykudligning. Og så længe der er brændsel i forgasseren og en høj temperatur, sker der også en gasudvikling. Er åbningen så stor, at der lokalt kan trænge luft ind i forgasseren samtidig med, at den varme gas strømmer ud? I så fald vil der være brandfare. Dette afhænger af, hvordan gassen bortledes til det fri, udformningen af kanal, afstand til brændbart materiale mv. Under alle omstændigheder kommer det til kontakt mellem gas og luft et eller andet sted i udledningssystemet. Vi mener, at dette punkt kræver yderligere belysning. Kommentar: Spørgsmålet er belyst tilfredsstillende. Trykaflastningen er etableret, fordi det er krævet iht. trykbeholderregulativet. Sandsynligheden for, at klappen nogensinde åbnes, er meget lille (måske korrosion) Skulle det ske alligevel, vil udtrængning af den varme gas gøre indtrængning af luft utænkelig, og samtidig lukkes anlægget ned omgående. b3-13.2: Fast pressure drop because of the flare. Det står ikke helt klart, hvorfor trykket falder hurtigt. Situationer med hurtigt trykfald ved faklen indebærer eksplosionsrisiko, idet der er mulighed for at luft suges ind via faklen. Kommentar: Spørgsmålet er belyst tilfredsstillende. Leverandøren påpeger, at rørdimensionen er så lille, at tilbageløb af luft er utænkeligt. Samtidigt skylles systemet med N 2. b3-14.1: Gasifier remains as a bottle. Hvad præcis menes med bottle? Ved strømsvigt overtager nødstrømsaggregatet. Kommentar: Spørgsmålet er belyst tilfredsstillende. Punktet er omformuleret for bedre forståelse. "Bottle" betyder, at forgasseren forbliver tryksat. 7.3.1 Gasifier start-up heater Et punkt, som leverandørens HAZOP-analyse ikke berører, er "Gasifier start-up heater", som er baseret på opvarmning af systemet med fyringsoliebrænder. Af materialet fremgår ikke umiddelbart, hvordan opvarmningssystemet er opbygget. Pga. personlige erfaringer med en kraftig eksplosion i forbindelse med fyringsoliebaseret opvarmning af et pyrolyseanlæg (Haslev) mener jeg, at dette punkt bør være inkluderet i leverandørens HAZOP-analyse. Hændelsen i Haslev var forårsaget af 5-6 gentagne forsøg på opstart af oliebrænderen. Anlægget havde været i drift og var blevet stoppet nogle timer for reparation af en mindre fejl. Anlægget var stadigvæk varmt nok til at fordampe fyringsolien, da det blev forsøgt genopstartet. Gentagne flammesvigt bevirkede, at der blev sprøjtet olie ind i 5-6 korte perioder. Da flammen endelig tændte, eksploderede de varme oliedampe med så voldsom trykudvikling, at ca. 25 m 2 eksplosionsaflastningsklapper blev sprængt. 20. april 2005 Side 12 af 15
Kommentar: I HAZOP-analysen er tilføjet et afsnit b4. om "Start-up heater", som nu er vurderet som en SIL 2. Der foreligger nye forbedringsforslag, Ai 330-1 og Ai 330-2, som minimerer risikoen for eksplosioner pga. oliedampe. 7.4 Gaskøling Ved gaskølingen (subsystem c1 - c4) har leverandøren identificeret 2 stk. SIL 2 i form af flangelækager. c2-3.1: Her er leverandøren inde på problemstillinger vedr. støvaflejringer i systemet. Hertil kan vi kommentere, at det kan blive et generelt problem for gaskøleren. Gasrensning vha. en cyklon er ikke specielt effektivt med henblik på de små partikler. Disse vil passere cyklonen, hvorefter de kommer ind i reformeren. Her afsættes en del på katalysatoren, som skal pulsrenses for at bevare krakningseffektiviteten. Ved rensning af katalysatoren blæses støvet videre til gaskøleren, hvor en del formentlig afsættes. Støvet fra reformeren har en høj temperatur (900 C), og det kan derfor være klæbrigt. Dette kan resultere i blokninger i gaskøleren. No hazards, men måske et tilbagevendende problem, idet gaskøleren skal renses manuelt. Kommentar: Leverandøren er opmærksom på problemstillingen. Varmeveksleren er nu opdelt på to trin, med kortere rør og en rørdimension, som letter rensningen. c2-3.3 er et gasudslip ved 850 C. Dette udslip er selvantændende under forudsætning af, at gassen ikke afkøles væsentlig på vej ud mellem flangerne. Der vil stå en stikflamme ud af flangen, som resulterer i brandfare, men ikke i eksplosionsfare. c2-3.4 "It may catch fire" - konklusionen er forkert. Gas med en temperatur på 200 C strømmer ud af den utætte flangesamling uden at antænde. Et eller andet sted i gasskyen vil koncentrationen ligge inden for eksplosionsintervallet, idet gassen strømmer ud med 100 vol% og i den omgivende luft er 0 vol% gas. Skyen kan eksplodere, hvis den kommer i kontakt med en tændkilde. Kommentar: Ovenstående er implementeret i den reviderede HAZOP-analyse. 7.5 Partikelfilter Ved gaskølingen (subsystem d1 - d3) har leverandøren identificeret 2 stk. SIL 2 i form af hhv. N 2 - eller gaslækager i filteraskesystemet. Ingen kommentarer. 20. april 2005 Side 13 af 15
7.6 Fakkel Ved faklen (subsystem e1 - e5) har leverandøren identificeret 1 stk. SIL 1 og 2 stk. SIL 2 i form af gaslækage til rummet og olielækage til varm overflade (samme problemstilling som beskrevet under punkt 7.3.1). Ingen kommentarer til disse punkter. Da der i fakkelrøret i forbindelse med flammesvigt kan opstå eksplosive gas/luftblandinger (e1-2.1), bør det undersøges, om det er muligt, at der i forbindelse med hurtig trykudligning og flammesvigt på faklen kan komme luft helt ind i filterhuset. Her vil der i så fald være et stort volumen, som kunne være eksplosivt. Da filteret er forsynet med N 2 -rensning, kunne dette system tages i brug ved eventuelle udluftninger af filterhuset. Kommentar: Fakkelrøret inertiseres med N 2. Der kan således ikke trænge luft ind i filterhuset. 7.7 Gas-scrubber Ved gas-scrubber (subsystem f1 - f2) har leverandøren ikke identificeret nogen SIL l. Ingen kommentarer. 7.8 Reformer Ved reformeren (subsystem g1 - g6) har leverandøren identificeret en enkel SIL 2 i form af overhedning af stålkappen pga. defekt udmuring. Vi har samme kommentar som ved forgasseren. Reformerens krakningseffektivitet bliver påvirket i negativ retning af: for lav temperatur, for lavt dampflow for meget støv for høj gashastighed deaktivering af katalysator I alle disse situationer og ved by-pass af reformeren er der et forhøjet indhold af kulbrinter (tjære) i gassen. Dette er omtalt som skadeligt for motorerne (g3-6.1). Samme situationer kan dog også være skadeligt for miljøet, idet kondensatet fra gas-scrubberanlægget ligeledes indeholder forhøjede tjæremængder. Dette kan være problematisk for anlæggets spildevand. Idet spildevandssystemet ikke er omfattet af HAZOP-analysen, er det ikke muligt at udtale sig om konsekvenserne for miljøet. 20. april 2005 Side 14 af 15
Kommentar: Spildevandssystemet forsynes med aktivt kulfilter, som renser vandet for organiske komponenter (tjære). 7.9 Gasdistributionssystem Ved gasdistributionssystemet (subsystem h1 - h3) har leverandøren identificeret en enkelt SIL 1 i form af forkert åbnede ventiler. Der findes løsningsforslag. Ingen kommentarer. 7.10 Gasmotorer Ved gasmotorerne (subsystem i1 - i2) har leverandøren identificeret en enkelt SIL 2 i form af fejlfunktion i N 2 -genererings eller -forsyningssystem (i1-7.1). Leverandøren bør uddybe, hvad denne fejl består i. Hvis fejlfunktionen resulterer i, at der er ilt tilbage i N 2, bør samme fejl undersøges med samtlige situationer, hvor kvælstof bruges til inertisering. Kommentar: Fejlen består i en forkert skyllefunktion, som ikke indebærer nogen risiko 7.11 Nitrogendistribution Ved N 2 -systemet (subsystem j1 - j3) har leverandøren identificeret 3 stk. SIL 1, alle i form af N 2 -lækager. Ingen kommentarer. 7.12 Instrumentluft Ingen kommentarer. 7.13 Kølevandssystem Ingen kommentarer. 7.14 Fjernvarmesystem Ingen kommentarer. 20. april 2005 Side 15 af 15