Risikoanalyse (QRA) for metanol together for a safer world Risikoanalyse (QRA) for metanol Dyneas tankanlegg for metanol på Engene Rapport til: Dynea AS Rapportnr.: 106467/R1 Rev

Working together for a safer world

Risikoanalyse (QRA) for metanol Dyneas tankanlegg for metanol på Engene

Rapport til: Dynea AS

Rapportnr.: 106467/R1 Rev: Sluttrapport

Dato: 25. januar 2017

Dokumentrevisjoner

Revisjon Dato Beskrivelse / endringer Endringer utført av

Utkast A 13.01.2017 Utkast Stian Jensen

Utkast B 19.01.2017 Utkast Stian Jensen

Sluttrapport 25.01.2017 Implementering av kommentarer fra Dynea Stian Jensen

Hovedsammendrag I denne analysen har det blitt etablert risikokonturer for individuell risiko rundt Dyneas anlegg på Engene som resultat av en kvantitativ risikoanalyse. Anlegget består av tre tanker for lagring av metanol. Metanolen importeres med skip og eksporteres med tankbil. I analysen har både individuell risiko som følge av giftige nivåer av metanol og varmestråling blitt analysert og konsekvensberegninger er gjort med CFD (Computational fluid dynamics) simuleringer. Det har blitt vist at de mest alvorlige hendelsene, dvs. tankbrudd der hele eller store deler av innholdet i en tank slippes ut i fangdammen og deretter antennes, bestemmer utstrekningen av de ytre risikokonturene. Den ytterste risikokurven (grønn), som har en frekvens på 1E-07 1/år, har en diameter på ca. 370 m. Den grønne kurven viser grensen for ytre hensynssonen. Det er forventet at en person som oppholder seg konstant ved den grønne kurven vil omkomme som følge av en ulykke på anlegget i løpet av 10.000.000 år.

Figur 1.1 - Risikokonturer for samlet risiko for tankanlegget for metanol

Rapportnr: 106467/R1 Rev: Sluttrapport Side ii

Dato: 25. januar 2017 ©Lloyd’s Register 2017

Risikoen for tredjepart som følge av aktiviteten på anlegget er akseptabel sammenlignet med akseptkriteriene gitt av DSB (Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap) da det verken er sykehus, barnehager, overnattingssteder eller boliger innenfor risikokonturen med frekvens på 1E-07 1/år, ytre sone.

Forkortelser AEGL Acute exposure guideline levels for airborne chemicals

CFD Computational fluid dynamics

DSB Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap

ISPS ISPS-koden (The International Ship and Port Facilities Security Code) ble vedtatt 12-12-2002 av FNs sjøfartsorganisasjon IMO. Formålet er å beskytte fartøyer, herunder besetning og passasjerer i internasjonal fart, mot terrorhandlinger

LR Lloyd’s Register

LNF Landbruks-, natur- og friluftsområde

LFL Lower flammability limit

Rapportnr: 106467/R1 Rev: Sluttrapport Side iii


Innholdsfortegnelse Side

1 Innledning ....................................................................................................................................... 1

1.1 Hensikt .................................................................................................................................. 1

1.2 Arbeidsbeskrivelse ................................................................................................................. 1

1.3 Begrensninger ....................................................................................................................... 1

2 Systembeskrivelse ............................................................................................................................ 1

2.1 Lagringstanker ....................................................................................................................... 3

2.2 Eksport .................................................................................................................................. 3

2.3 Import ................................................................................................................................... 3

2.4 Nabovirksomhet .................................................................................................................... 4

2.5 Beredskap ............................................................................................................................. 4

2.6 Varslingssystemer .................................................................................................................. 4

2.7 Høydeprofil ........................................................................................................................... 4

2.8 Værforhold ............................................................................................................................ 5

3 Antagelser ....................................................................................................................................... 6

4 Metodikk ......................................................................................................................................... 6

5 Definisjon av hensynssoner og akseptkriterier .................................................................................. 8

6 Fareidentifikasjon og utvelgelse av hendelser .................................................................................10

6.1 Lagring av metanol ..............................................................................................................10

6.2 Import av metanol ...............................................................................................................10

6.3 Eksport av metanol ..............................................................................................................10

6.4 Tankskipkollisjon som resulterer i skade på kai ....................................................................10

6.5 Sabotasje og tilsiktede hendelser .........................................................................................11

6.6 Dominoeffekter og eskalering .............................................................................................11

7 Effekt av eksponering: Fatalitetskriterier .........................................................................................11

7.1 Stråling fra brann ................................................................................................................12

7.2 Giftige nivåer av metanol ....................................................................................................12

8 Frekvenser for hendelser og sannsynlighet for tenning ...................................................................13

8.1 Tanker .................................................................................................................................14

8.2 Rørledninger ........................................................................................................................14

8.3 Slanger, koblinger og brudd på tankbilskott ........................................................................15

8.4 Pumper ...............................................................................................................................16

8.5 Sannsynlighet for tenning ....................................................................................................16

9 Konsekvensberegninger .................................................................................................................17

9.1 Simulerte scenarier ..............................................................................................................17

9.2 Type utslipp .........................................................................................................................18

9.3 Numeriske parametere ........................................................................................................18

9.4 Lagringstanker .....................................................................................................................19

9.5 Hendelser knyttet til import og eksport................................................................................24

Rapportnr: 106467/R1 Rev: Sluttrapport Side iv


9.6 Vurdering av fatalitet ved en hendelse .................................................................................25

10 Risiko .............................................................................................................................................26

10.1 Giftig gass ...........................................................................................................................26

10.2 Varmestråling ......................................................................................................................28

10.3 Brennbare konsentrasjoner ..................................................................................................30

10.4 Risikokonturer .....................................................................................................................31

11 Usikkerhet .....................................................................................................................................32

11.1 Frekvensen for hendelser og sannsynlighet for tenning ........................................................32

11.2 Effekt av vinddata................................................................................................................32

11.3 Utfallsrom ...........................................................................................................................33

11.4 Konsekvensmodellering .......................................................................................................33

12 Konklusjon og anbefalinger ...........................................................................................................33

13 Referanser .....................................................................................................................................33

Rapportnr: 106467/R1 Rev: Sluttrapport Side v


1 Innledning

Dynea har engasjert Lloyd’s Register (LR) til å utføre en risikoanalyse av tankanlegget på Engene beliggende ved Oslofjorden. Ved tankanlegget er det import av metanol fra skip, lagring på tanker og eksport via tankbil.

1.1 Hensikt Hensikten med risikoanalysen er å beregne risikoen for 3. person og å vurdere hvilke fareavstander aktiviteten på tankanlegget gir. Både import, lagring og eksport av metanol omfattes av analysen. Fareavstandene brukes til å vurdere hvilken risiko mennesker som oppholder seg i nærheten av anlegget utsettes for og de legger føringer for regulering av området.

Risikoen vil bli sammenlignet med DSBs akseptkriterier i ”Temaforskrift om sikkerheten rundt anlegg som håndterer farlig stoff” (ref. /1/). Risikoanalysen vil omhandle de ulike aktivitetene som har betydning for risikobildet i hensynssoner. Risikoanalysen vil bli brukt til å oppfylle forpliktelsen om å unngå storulykker i henhold til ”Storulykkeforskriften” (ref. /2/).

1.2 Arbeidsbeskrivelse I dette arbeidet ble det etablert et frekvensbilde for mulige hendelser som kan påvirke hensynssonene ved tankanlegget. Videre ble utvalgte scenarier simulert med et CFD-verktøy. De simulerte scenariene ble valgt ut på en måte som gjør at de representerer hele utfallsrommet av sannsynlige hendelser med storulykke potensial. Risikokonturer kan dermed etableres direkte fra simulerte scenarier ved å tilegne disse en frekvens.

1.3 Begrensninger Analysen baserer seg på tegninger og situasjonsbeskrivelsen som LR har mottatt pr. 31. desember 2016 og informasjon mottatt i arbeidsmøte 2. september 2016.

Det er ikke blitt gjennomført befaring på anlegget.

Analysen er begrenset til den aktiviteten som foregår på anlegget. Skipenes aktiviteter inn til og ut fra kai er ikke behandlet i analysen da disse ikke ses på som en del av anlegget. Heller ikke tankbilers aktiviteter på utsiden av anleggsområdet er behandlet.

2 Systembeskrivelse

Anlegget til Dynea ligger på Engene ved Oslofjorden, som indikert i Figur 2.1. Det består av tankpark, brygge, båtlosserør, bilfyllerør, lasterampe og vakthus. Området er inngjerdet og kaiområdet er sikret i henhold til ISPS-koden.

Tankanlegget på Engene vil etter en omlegging kun håndtere metanol, og det er denne driftsmodusen som analyseres her. Metanolen blir importert fra skip og lagret på tre tanker. Disse er markert som T-50, T-51 og T-53 i Figur 2.2. De resterende tankene er planlagt fjernet og er ikke inkludert i nåværende analyse. Metanol eksporteres med tankbiler.

I tillegg er det et lageranlegg for urea med mottak, lagring og forsendelse. Stoffet er ikke klassifisert som farlig i henhold til bestemmelse (EF) nr. 1272/200, CLP-forordningen. Risikoen for tredjepart knyttet til håndtering av urea er ikke vurdert i dette arbeidet.

Rapportnr: 106467/R1 Rev: Sluttrapport Side 1


Figur 2.1 - Plassering av Engene tankanlegg

Figur 2.2 - Plotplan av anlegget. De tre metanoltankene er markert med gult



2.1 Lagringstanker T-50, T-51 og T-53 har kapasitet på henholdsvis 5.000 m3, 1.000 m3 og 3.000 m3. Alle de tre lagringstankene har drenering til hovedfangdammen. Tank T-50 har en lekkasjesikring i form av en ledefangdam med avrenning i renne ned til hovedfangdammen. Tank T-51 har drenering til renne og deretter til hovedfangdammen.

Tank T-53 har, i likhet med T-50, en ledefangdam. Ledefangdammen er koblet til tank T-54 med overløp til hovedfangdammen. Alle tankene er av enkeltvegg konstruksjon.

Hovedfangdammen har et volum som er mer enn volumet av største tank pluss 10 % av de resterende tankene, pluss en overhøyde på ca. 15 cm. Således tilfredsstilles kravet i ref. /3/.

Tankene har flammesperre, som er et krav i ref. /3/ for oppbevaring av kategori 1 og 2 væske med flammepunkt mindre enn 10 oC over væskens temperatur. Ingen av tankene har innvendig flytetak.

2.2 Eksport Bilfylleplassen har drenering med utskiller. Ved eksport er det en person, sjåføren av tankbilen, tilstede. Fylling foregår i 15 minutters økter, dvs. fyllingen resettes hvert 15 minutt. Det er ikke automatisk skumlegging ved et eventuelt utslipp.

Noen nøkkeltall for eksport aktiviteten er:

• Gjennomsnittlig volum av ett tankbilskott: 35 m3

• Maksimalt volum av ett tankbilskott: 40 m3

• Lengde av rørstrekkene fra tanker til tankbil: 130 m

• Indre diameter av rørstrekken fra tanker til tankbil: 100 mm

Det er to pumper på anlegget av typen lukket sentrifugalpumpe med magnetdrift med rørdimensjon 100 mm. Aktivitetsnivået er gitt i Tabell 2.1.

Tabell 2.1 – Eksportparametere. Merk at eksport fra T-50 går via T-51. T-51 fungerer som lagertank og fylles opp fra T-50

Tank Fyllinger pr. år

Pumpetid pr. fylling

[min]

Maks fyllehastighet

[l/min]

Trykk [barg]

Temperatur [ºC]

Eksport fra T-51 1.200 30 1500 3 -10 til +15oC

Eksport fra T-53 800 30 1500 3 -10 til +15oC

2.3 Import Metanol importeres fra skip som legger til kaia. Det er ikke fangdam på kai, slik at utslipp fra slanger og koblinger mellom skip og anlegg vil renne på sjø. Tre personer vil være tilstede under importen, det inkluderer to interne personer og en uavhengig surveyor eller inspektør.

Totalt mottar Engene 60.000 tonn metanol pr år. Det tilsvarer 75.000 m3 pr. år. For hver import leveres 5.000 – 5.200 tonn metanol med en pumpekapasitet på 250 m3 pr. time ved 6 barg.

Lengde av rørstrekkene fra kai til tanker er 80 m med rørdiameter på 150 mm. Aktivitetsnivået er gitt i Tabell 2.2.



Tabell 2.2 – Importparametere. Merk at import til T-51 går via T-50

Tank Fyllinger pr. år


[timer]

Maks fyllehastighet

[m3/time]

Trykk [barg]

Temperatur [ºC]

Import til T-50 13 20 250 6 -10 til +15oC

Import til T-53 13 20 250 6 -10 til +15oC

2.4 Nabovirksomhet Naboområdene til anlegget består av industritomter og sjø. 500-800 m sydover ligger Chemring Nobel sitt anlegg for produksjon av energirike materialer til både sivile og militære formål. Orica Norway AS eier områdene i nærheten av tankanlegget.

Nærmeste bolighus er omlag 425 m unna.

2.5 Beredskap Tankanlegget ligger i Hurum kommune med brann- og redningsetaten lokalisert på Tofte (20 minutter unna med bil). Det er kortere vei for Røyken brannvesen som er lokalisert i Røyken (15 minutter unna med bil) og det er også mulig å få støtte fra Drammensregionens brannvesen som er ca. 40 minutter unna med bil.

Dynea har et samarbeid med Chemring Nobel sitt industrivern, men de har ikke utstyr som er ikke dimensjonert for å håndtere hendelser hvor hele fangdammen fylles med metanol. Således er det antatt at en slik hendelse er avhengig av assistanse fra Drammensregionens brannvesen.

2.6 Varslingssystemer Anlegget er normalt ikke permanent bemannet slik at det kun vil være personell på stedet ved import og eksport. En lekkasje kan derfor få utvikle seg en stund uten å bli oppdaget.

2.7 Høydeprofil Høydeprofil for anlegget er vist i Figur 2.3 for den blå linjen i Figur 2.4. Tankene ligger på den østlige siden av en odde som har et høyeste punkt på litt over 20 m.



Figur 2.3 - Høydeprofil for anlegget og omgivelsene

Figur 2.4 - Den blå linjen indikerer hvor høydeprofilet i Figur 2.3 er gitt

2.8 Værforhold Værdata er hentet fra værstasjon på Rygge da data for siste 10 år på Ås var mangelfull. Vindstyrkenivåene er relativt like på de to stedene slik at det ikke bør påvirke sluttresultatet nevneverdig. Vindrosen fra Rygge er hentet fra eklima.met.no og vist i Figur 2.5.



http://www.eklima.met.no/

Figur 2.5 - Vindrose for Rygge (hentet fra eklima.met.no)

3 Antagelser

Følgende antagelser ligger til grunn for analysen:

• Lageranlegget for håndtering av urea er ikke inkludert i risikovurderingen da det antas at det utgjør en ingen risiko for tredjepart

• Veksten av trær og busker holdes på et minimum for å hindre eskalering i form av skogbrann og for å minimere en eventuell eksplosjonsrisiko

• Det er flammesperre på de tre lagringstankene T-50, T-51 og T-53

• Overflaten på de utvendige tankveggene er glatte for å hindre dråpeformasjon med resulterende brennbar atmosfære ved lekkasje fra tanker (overfylling og lekkasje høyt oppe på tankveggen)

• Nødvendig brannbekjempelsestiltak og nødhjelp (f.eks. skumlegging) er på plass innen 60 minutter etter en hendelse har startet

• Grunnet bruk av flammesperre er brann i utluftning fra tankene og eksplosjon inne i tankene antatt ikke å bidra til risikobildet

4 Metodikk

Analysen har fulgt tradisjonell risikoanalysemetodikk med følgende aktiviteter.

1. Informasjonsinnsamling:

LR har fått tilgang på informasjon om anlegget via kommunikasjon med Dynea og opplysninger/ dokumentasjon gitt i forbindelse med dette.




2. Fareidentifikasjon og utvelgelse av hendelser:

Fareidentifikasjonen baserer seg på erfaring fra tidligere gjennomførte analyser av tilsvarende anlegg, samt samtaler med Dynea.

3. Beregning av lekkasjefrekvenser og tennsannsynligheter:

Frekvensberegningene er i hovedsak basert på TNO Purple Book (ref. /8/). Frekvensene som er beregnet for de ulike hendelsene er basert på en beskrivelse av anlegget og aktivitetsnivået.

Alle konsekvensberegninger er utført med CFD i denne analysen, som beskrevet i kapittel 9. Hvert simulerte scenario tilegnes en frekvens basert på hendelsesfrekvenser fra Purple book og værdata fra eklima.met.no (se kapittel 2.8).

4. Konsekvensberegninger av de utvalgte hendelsene/scenariene (gasspredning og brann)

For konsekvensberegninger brukes Kameleon FireEx, utviklet av ComputIT. Det er et CFD-verktøy som kan brukes til å regne på spredning av gass og brann i tre dimensjoner. Et slikt verktøy fanger opp effekter av topografi ved f.eks. spredning av giftige stoffer.

En CFD-beregning trenger en 3D datamodell av området som analyseres. Til dette formål har en modell av anlegget med omliggende terreng blitt etablert basert på nedlastet terrengmodell fra Kartverket (www.kartverket.no).

5. Fatalitetskriterier

Effekt av eksponering av 3. person mot giftige substanser og varmelaster har blitt vurdert. Fatalitetskriterier settes opp basert på verdier fra litteraturen og vurderinger.

6. Risikopresentasjon (frekvens og konsekvens)

Risikoen i forbindelse med aktivitetene på anlegget er en kombinasjon av frekvens og konsekvens. Denne koblingen gir i denne analysen fareavstander som benyttes videre til å lage risikokonturer. Beregnet risiko vurderes mot akseptkriteriene for 3. person gitt av DSB i ”Tema 13, forskrift om sikkerheten rundt anlegg som håndterer farlig stoff”(ref. /1/) som gjelder for anlegg underlagt "Storulykkeforskriften" (ref./2/).

Risikokonturer lages ved å summere bidragene fra alle simulerte scenariene. Dette gjøres for både varmelaster og giftige konsentrasjoner av metanol.

7. Konklusjon og anbefalinger

Konklusjoner og anbefalinger er sammenfattet i et eget kapittel av rapporten. Det er i denne rapporten lagt vekk på at anbefalingen skal gi føringer for hva som kan etableres i nærheten av anlegget. Derav er det laget risikokonturer som viser risikoen rundt anlegget.

Metodikken er skjematisk fremstilt i Figur 4.1 nedenfor.




http://www.kartverket.no/

Figur 4.1 - Skjematisk fremstilling av den benyttede risikoanalysemetodikken

5 Definisjon av hensynssoner og akseptkriterier

Akseptkriteriet i denne rapporten baserer seg på måltall for individuell risiko. Enkelte virksomheter vil også kunne ha potensial for ulykker som rammer et stort antall mennesker. I slike tilfeller kan det være aktuelt med ytterligere akseptkriterier, men det er vurdert til ikke å være aktuelt for Engene.

Individuell risiko kan vises visuelt som risikokonturer. Konturene beskriver forventet frekvens for hendelser som antas å kunne forårsake fatalitet på et gitt sted, uavhengig om det er mennesker på stedet.

Ifølge DSBs retningslinjer skal det etableres tre risikokonturer rundt anlegget som definerer følgende hensynssoner: indre-, midtre- og ytre sone. Disse sonene er vist skjematisk i Figur 5.1. Definisjonen av sonene er gitt i Tabell 5.1.

Akseptkriteriet, dvs. frekvensen for dødelige hendelser som er akseptabel innenfor de enkelte sonene, er definert av DSB. I denne definisjonen har DSB lagt vekt på at risikoen som befolkningen utsettes for som følge av aktiviteten ved et anlegg som håndterer farlig stoff ikke skal være vesentlig sammenlignet med den generelle risikoen i samfunnet (ref. /1/).

Merk at, i tillegg til kriteriet for individuell risiko gjelder også prinsippet om ALARP, dvs. at risiko skal være redusert til et nivå som med rimelighet kan oppnås.

Gjenta inntil alle risikoer er evaluert

Konsekvensvurdering

Fareidentifikasjon

Systembeskrivelse

Planlegging

Finn risiko-reduserende

tiltak

Risikoakseptkriterier

Nei

Ja

RISIKO-ESTIMERING

Frekvensvurdering

Er riskoakseptablel?

Danner et risikobilde



Figur 5.1 - Illustrasjon av hensynssoner rundt et anlegg som håndterer brannfarlige stoffer. Utdrag fra ref. /1/

Tabell 5.1 - Beskrivelse av hensynssoner fra ref. /1/

Hensynssone

Avgrensnings-frekvens [1/år]

Bestemmelser for hensynssone

Indre sone 1∙10-5 Dette er i utgangspunktet virksomhetens eget område. I tillegg kan for eksempel LNF-område inngå i indre sone. Kun kortvarig forbipassering for tredjeperson (turveier etc.)

Det er forventet at en person som oppholder seg konstant ved denne konturen vil omkomme som følge av en ulykke på anlegget i løpet av 100.000 år

Midtre sone 1∙10-6 Offentlig vei, jernbane, kai og lignende. Faste arbeidsplasser innen industri- og kontorvirksomhet kan også ligge her. I denne sonen skal det ikke være overnatting eller boliger. Spredt boligbebyggelse kan aksepteres i enkelte tilfeller.

Det er forventet at en person som oppholder seg konstant ved denne konturen vil omkomme som følge av en ulykke på anlegget i løpet av 1.000.000 år

Ytre sone 1∙10-7 Områder regulert for boligformål og annen bruk av den allmenne befolkningen kan inngå i ytre sone, herunder butikker og mindre overnattingssteder.

Det er forventet at en person som oppholder seg konstant ved denne konturen vil omkomme som følge av en ulykke på anlegget i løpet av 10.000.000 år

Utenfor ytre sone

Ingen sone utenfor ytre

sone

Skoler, barnehager, sykehjem, sykehus og lignende institusjoner, kjøpesenter, hoteller eller store publikumsarenaer må plasseres utenfor ytre sone



6 Fareidentifikasjon og utvelgelse av hendelser

I analysen inkluderes hendelser knyttet til:

Tabell 6.1 – Scenarier og hendelser

Scenario Hendelse

• Lekkasje fra tanker • Lekkasje fra tank

• Import av metanol på kai • Slangebrudd, brudd eller lekkasje i koblinger eller selve slangen

• Lekkasje fra rørledning

• Eksport av metanol ved fylling av tankbiler

• Slangebrudd mellom bil og rørledning

• Lekkasje fra rørledning

• Brudd eller lekkasje i koblinger

• Lekkasje fra pumper

Disse hendelsene er valgt ut basert på diskusjon med Dynea og LRs erfaring med lignende anlegg. Andre hendelser enn disse er diskutert i kapittel 6.5 og 6.6.

6.1 Lagring av metanol Hendelser knyttet til lagring av metanol i en av de tre lagringstankene splittes opp i tre kategorier (i henhold til Purple Book (ref. /8/):

• Fullt tankbrudd

• Lekkasje som fører til at tank tømmes på 10 minutter

• Utslipp fra 10 mm hull i 10 minutter

For en hendelse som fører til at alt innholdet av en tank slippes ut er det vurdert at lekkasjesikringen fanger opp alt og at metanolen ledes til hovedfangdammen.

For den minst alvorlige hendelsestypen, lekkasje fra et hull på 10 mm i 10 minutter, er det vurdert at metanolen fanges opp i ledefangdammene rundt tankene. For T-51 gir en slik hendelse en mindre pøl i hovedfangdammen.

6.2 Import av metanol Ved import av metanol vil det kunne oppstå lekkasje på kai, i slangekoblingen mellom skip og anlegg, og fra importrørledningene som fører metanol til lagertankene.

6.3 Eksport av metanol Under eksport av metanol med tankbil vil lekkasjer kunne oppstå som følge av:

• Brudd i slanger og koblinger

• Brudd i eksportrørledninger

• Brudd på tankbilskott

• Lekkasje i pumper

6.4 Tankskipkollisjon som resulterer i skade på kai Tankskip kan kollidere med kaia, gå på grunn i nærheten av kaia og kollidere med andre skip. Dette kan føre til betydelige lekkasjer. Det er generelt vanskelig å produsere relevant ulykkesstatistikk for kollisjoner med tankskip i forbindelse med lossing. Dette gjelder også ved



Dynea Engene. I risikoanalysen av gassprosesseringsanlegget Kårstø (ref. /4/) ble det estimert en frekvens på 1E-04 1/år for kollisjonshendelser ved kai som fører til eksterne lekkasjer. Aktiviteten på Kårstø er betydelig høyere enn på Engene.

For lekkasjer som ender på sjøen vurderes det at det er såpass få tennkilder til stede at sannsynligheten for antennelse er betraktelig lavere enn på land. På land er det betraktelig flere tennkilder til stede, som pumpe, personer, kjøretøy etc. Videre er det en lav andel av kollisjonshendelser som fører til større utslipp. I ref. /4/ ble det vurdert at 1 % av kollisjonshendelser fører utslipp som kan gi skader på personell. Frekvensen for brann pga. kollisjon med tankskip blir dermed så lav at hendelsen ikke analyseres videre. Konsekvensen av et scenario vil i stor grad være dekket av de andre hendelsene på kai.

6.5 Sabotasje og tilsiktede hendelser Det er mulig at uvedkommende kan ha et ønske om å skade anlegget eller forårsake en ulykke. Terminalen er omringet av et gjerde med adgangskontroll. Anlegget følger reglene i ISPS-koden. Sikkerhetstiltakene er først og fremst tiltenkt å hindre 3. person fri adgang til anlegget, de er med andre ord ikke designet som et sikkerhetssystem for å hindre personer som ønsker å trenge inn på området å gjøre det.

Det er utenfor omfanget av denne analysen å vurdere risikoen for anlegget som et terrormål, men det er vurdert at konsekvenser av mulige hendelser som følge av tilsiktede handlinger er dekket av de andre identifiserte ulykkeshendelsene i kapittelet. For en detaljert analyse av risiko for tilsiktede handlinger med beregning av sannsynlighet for denne type hendelser kan en egen sikkerhetsstudie gjennomføres, hvis dette identifiseres som relevant.

6.6 Dominoeffekter og eskalering Det finnes ikke noen nabovirksomheter som utgjør noen umiddelbar trussel med tanke på dominoeffekter mot anlegget. Nærmeste potensielle kilde for dominoeffekter er Chemring Nobel AS. Største fare knyttet til dette anlegget er overtrykk som følge av eksplosjon. Et tilstrekkelig overtrykk vil kunne føre til brudd i en tankvegg med påfølgende utslipp av metanol. Det er ikke gjort en analyse av motstandsevnene til tankveggene ovenfor eksplosjonstrykk og heller ikke gjort anslag på hvor ofte en slik hendelse vil kunne skje. Det er vurdert at en slik hendelse er implisitt bakt inn i frekvensunderlaget for tankbrudd generelt.

En eskalering av en uønsket hendelse innad på Dyneas område er sett på som den hendelsen med høyest konsekvens for 3. person. En eskalerende hendelse kan i ytterste konsekvens føre til at alt brennbart materiale på anlegget antennes og brenner opp. For at en slik hendelse skal eskalere innad på området må først en brann oppstå som følge av en lekkasje. Om brannen ikke slokkes i tide, vil varmeutviklingen kunne føre til at en nabotanks brannmotstand (en konstruksjons evne til i en gitt tid opprettholde stabilitet, integritet og varmeisolering) svekkes og tilslutt forsvinner og flere tanker kollapser. Det er en forutsetning at en tilstrekkelig beredskap er på plass for at en slik eskalering ikke inntreffer.

En annen potensiell eskalering er knyttet til skogbrann. Det er antatt i denne analysen at veksten av planter holdes på et minimum og at eskalering til nærliggende skog ikke finner sted.

7 Effekt av eksponering: Fatalitetskriterier

Både varmestråling fra branner og giftige konsentrasjoner som følge av avdampning av metanol ved et utslipp kan føre til dødelige konsekvenser for 3. person. Det er antatt at alle hendelser vil kunne ha en varighet på 60 minutter.



7.1 Stråling fra brann Det finnes ingen offisielle retningslinjer som beskriver øvre grenser av tillatt varmestråling. Det kan derfor være nyttig å se på hvilke verdier som brukes av industrien for å analysere risiko ved brann.

Konsekvensmodelleringsverktøyet ALOHA, som er utviklet av NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) og US EPA (United States Environmental Protection Agency), sier følgende om eksponering mot varmelast:

• 10 kW/m2: Potensielt dødelig innen 60 sekunder

• 5 kW/m2: Annen grads forbrenning innen 60 sekunder

• 2 kW/m2: Smerte innen 60 sekunder

Safeti, et risikoanalyseverktøy, bruker probit funksjoner for å regne ut sannsynlighet for å omkomme som en funksjon av eksponeringstid og varmefluks. For en eksponeringstid på 60 s med en fluks på 10 kW/m2 gir Safeti-funksjonen enn sannsynlighet på 70 % for å omkomme. Altså er de to modellene relativt nærme hverandre og kan bygge opp om en viss konsensus.

Et minutt er antagelig et for lite tidsintervall når det gjelder hendelser ved Engene tankanlegg. Under de verste hendelsene, dvs. tankbrudd, vil en brann i fangdammen antagelig vare lenger enn et minutt. I verste fall vil metanolen kunne brenne i timer.

Arbeidet av Scandpower AS (nå LR) og DNV Technica (ref. /5/) gir grenseverdier for eksponering i opptil 10 minutter. For den lengste eksponeringen er grenseverdien satt til 2 kW/m2.

Tabell 7.1 - Grenseverdier for dødelighet av personell (lett bekledd) som gitt i ref. /5/

Eksponeringstid [min]

Grenseverdi for dødelighet [kw/m2]

< 0,5 16

0,5 - 1 10

1 - 2 4

2 - 10 2

Basert på resonnementet ovenfor settes dødelighetsgrensene for varmestråling som gitt i Tabell 7.2 i denne analysen.

Tabell 7.2 - Grenseverdier for dødelighet for eksponering mot varmestråling


Grenseverdi for dødelighet [kw/m2]

10 min 2,5

30 min 2,0

60 min 1,5

7.2 Giftige nivåer av metanol Fra "Forskrift om tiltaksverdier og grenseverdier for fysiske og kjemiske faktorer i arbeidsmiljøet samt smitterisikogrupper for biologiske faktorer" utgitt av Arbeidstilsynet (ref. /6/) finner vi grenseverdier for arbeidsmiljø. Denne verdien er satt til 100 ppm for metanol, og skal ikke overskrides i løpet av en 8 timers arbeidsdag.

Forskriften bemerker at kjemikalie kan tas opp gjennom huden. Grensen på 100 ppm gir en indikasjon på konsentrasjonsnivå som kan være ugunstig, men er i overkant konservativt til bruk i en risikoanalyse.



US EPA (ref. /7/) opererer med tre nivåer for klassifisering av mulig konsekvens ved eksponering ved forskjellige eksponeringstider. Nivåene er ment for å beskytte utsatte individer som barn, eldre og andre utsatte personer. Nivåene er definert som følger:

• AEGL 1: Ved høyere konsentrasjoner enn beskrevet av AEGL 1 kan man forvente å oppleve ubehag. Effektene er reversible og forsvinner etter endt eksponering

• AEGL 2: Over denne grensen kan de mest utsatte individer få irreversible eller langvarige helseproblemer. Evnen til å transportere seg ut av eksponert område kan bli redusert

• AEGL 3: Over denne grensen kan den generelle befolking, inkludert spesielt sårbare individer, få livstruende skader eller dø

Ifølge samme kilde er metanoldamp merkbart ved en konsentrasjon på 8,9 ppm.

AEGL grenseverdiene for metanol er gitt i Tabell 7.3. I etablering av risikokonturene er det mest relevant å anvende AEGL 3-nivåene da disse nivåene kan føre til død.

Tabell 7.3 - AEGL nivåer [ppm] for metanol i luft

Kategori 10 min 30 min 60 min 4 hr 8 hr

AEGL 1 670 670 530 340 270

AEGL 2 11.000 4.000 2.100 730 520

AEGL 3 40.000 14.000 7.200 2.400 1.600

Nedre konsentrasjon for brennbar sky er til sammenligning 55.000 ppm.

Tabell 7.4 gir relevante fatalitetskriterier for nåværende studie.

Tabell 7.4 - Grenseverdier for dødelighet for eksponering mot metanol gass


Grenseverdi for dødelighet [ppm]

10 min 40.000

30 min 14.000

60 min 7.200

8 Frekvenser for hendelser og sannsynlighet for tenning

I dette kapittelet beregnes frekvensene for de ulike hendelsene. Frekvenser for branner fås ved å multiplisere lekkasjefrekvensene med tennsannsynligheten gitt i kapittel 8.5. Frekvenser og sannsynligheter er tatt fra litteraturen og er referert under.

En hendelse med metanol kan både være forbundet med giftighet og høye strålingsverdier som følge av en brann. I denne analysen splittes effekten av giftighet og høye strålingsverdier med hensyn på fatalitetskriteriene. En hendelse med frekvens f på anlegget har to mulige utfall:

• Brann med frekvens: P∙f • Spredning av giftig gass med frekvens: (1-P)∙f

Her er P sannsynlighet for tenning av det gitte scenariet.

Basert på frekvensen gitt i underkapitlene, er det beregnet en total frekvens på 6,8∙10-2 pr. år. Fordelingen er vist i Tabell 8.1. Her kan det sees at lekkasjer fra slanger og koblinger i forbindelse med eksport og import dominerer lekkasjefrekvensbildet. Dette er relativt sett mindre hendelser som ikke er dimensjonerende.



Tabell 8.1 – Fordeling av frekvens over de forskjellige hendelsene

Lekkasjekilder Frekvens [1/år] Andel [%]

Tanker 3,3∙10-4 0,5 %

Rørledninger 4,5∙10-5 0,1 %

Slanger og koblinger 6,7∙10-2 98,7 %

Pumper 5,1∙10-4 0,8 %

Tankbilskott 3,6∙10-6 0,0 %

Totalt 6.8∙10-2 100.0 %

8.1 Tanker Frekvens for hendelse med tanker er gitt i Tabell 8.2. Kolonnen for grunnfrekvens angir hendelsesfrekvenser pr. tank. På Engene er det tre tanker, derfor blir frekvensen for disse hendelsene tre ganger så høye for hele anlegget, som vist i siste kolonne i tabellen.

Tabell 8.2 - Frekvenser for hendelse med lagringstanker. Data er hentet fra Tabell 3.5 i ref. /8/

Hendelse Grunnfrekvens [1/år] For alle tre tanker (T-50, T-51 og T-53) [1/år]

Brudd av enkelt tank og utslipp av alt innhold

5∙10-6 1,5∙10-5

Utslipp av alt innhold i løpet av 10 minutter

5∙10-6 1,5∙10-5

Utslipp fra 10 mm hull i tank i 60 minutter

1∙10-4 3∙10-4

8.2 Rørledninger Rørledninger går fra kaiområdet til tank T-50 og tank T-53. Disse er i bruk under import av metanol. Det er antatt at det kun vil skje lekkasje fra disse under import når de er trykksatt. Frekvensene for hendelser med rørene er gitt i Tabell 8.3.

Det går også rørstrekk fra T-51 og T-53 til bilfylleplassen, som er i bruk ved eksport av metanol. På samme måte som for rørene for import, antas det at en lekkasje kun skjer når rørene brukes under eksport. Frekvensen for lekkasje er gitt i Tabell 8.4.

Tabell 8.3 – Frekvens for hendelser med importrørledninger. Grunnfrekvenser er hentet fra Tabell 3.7 i ref. /8/

Rørledning Diameter [mm]

Frekvens (ref. /8/) [1/(m∙år)]

Rørlengde [m]

Fraksjon i bruk [-]

Frekvens [1/år]

T-50, fullt brudd 150 3∙10-7 80 0,0297 7,12∙10-7

T-50, lekkasje fra hull 10 % av diameter

150 2∙10-6 80 0,0297 4,75∙10-6

T-53, fullt brudd 150 3∙10-7 80 0,0297 7,12∙10-7


150 2∙10-6 80 0,0297 4,75∙10-6



Tabell 8.4 – Frekvens for hendelser med eksportrørledninger. Grunnfrekvenser er hentet fra Tabell 3.7 i ref. /8/

Rørledning Diameter [mm]

Frekvens (ref. /8/) [1/(m∙år)]

Rørlengde [m]

Fraksjon i bruk [-]

Frekvens [1/år]

T-51, fullt brudd 100 3∙10-7 130 0,0685 2,67∙10-6


100 2∙10-6 130 0,0685 1,78∙10-5

T-53, fullt brudd 100 3∙10-7 130 0,0475 1,78∙10-6


100 2∙10-6 130 0,0475 1,19∙10-5

8.3 Slanger, koblinger og brudd på tankbilskott Ved import og eksport kan det skje lekkasjer i slanger og koblinger. Frekvensene for disse hendelsene er gitt i Tabell 8.5 og Tabell 8.6, for henholdsvis import og eksport.

Frekvenser for brudd på tankbilskott er gitt i Tabell 8.7.

Tabell 8.5 – Frekvens for slangebrudd ved import. Grunnfrekvenser er hentet fra Tabell 3.19 i ref. /8/

Hendelse Frekvens (ref. /8/) [1/(år∙fylletime)]

Antall fyllinger

[1/år]


[time]

Fylletid i året [-]

Frekvens [1/år]

T-50, fullt brudd 4∙10-6 13 20 260 1,04∙10-3

T-50, lekkasje fra hull 10 % av slangediameter

4∙10-5 13 20 260 1,04∙10-2

T-53, fullt brudd 4∙10-6 13 20 260 1,04∙10-3


4∙10-5 13 20 260 1,04∙10-2

Tabell 8.6 - Frekvens for slangebrudd ved eksport. Grunnfrekvenser er hentet fra Tabell 3.19 i ref. /8/

Hendelse Frekvens (ref. /8/) [1/(år∙fylletime)]

Antall fyllinger

[1/år]


[time]

Fylletid i året [-]

Frekvens [1/år]

T-51, fullt brudd 4∙10-6 1200 0,5 600 2,40∙10-3


4∙10-5 1200 0,5 600 2,40∙10-2

T-53, fullt brudd 4∙10-6 800 0,5 400 1,60∙10-3


4∙10-5 800 0,5 400 1,60∙10-2



Tabell 8.7 – Frekvens for lekkasje fra tankbilskott. Fraksjonen gitt i kolonne fire er antall timer bilen står på fylleplassen delt på antall timer i et år. Grunnfrekvensen er hentet fra ref. /8/

Hendelse Frekvens (ref. /8/) [1/(år)]

Antall skott

Fraksjon [-]

Frekvens [1/år]

Tanking fra T-51: Fullt brudd 1∙10-5 3 0,0685 2,05∙10-6

Tanking fra T-51: Kontinuerlig lekkasje av alt innhold

5∙10-7 3 0,0685 1,03∙10-7

Tanking fra T-53: Fullt brudd 1∙10-5 3 0,0475 1,37∙10-6

Tanking fra T-53: Kontinuerlig lekkasje av alt innhold

5∙10-7 3 0,0475 6,85∙10-8

8.4 Pumper Pumpene er i bruk under eksport av metanol. Det er kun antatt at pumpene er en lekkasjekilde under den andelen av året pumpene er i bruk.

Tabell 8.8 – Frekvenser for lekkasje fra pumper. Grunnfrekvenser er hentet fra Tabell 3.9 i ref. /8/

Hendelse Frekvens (ref. /8/) [1/år]

Antall fyllinger

[/år]r


[time]

Fraksjon pr år [-]

Frekvens [1/år]

P4658, feil 1∙10-4 1200 0,5 0,0685 6,85∙10-6

P4658, lekkasje fra hull 10 % av diameter

4.4∙10-3 1200 0,5 0,0685 3,01∙10-4

P53, feil 1∙10-4 800 0,5 0,0457 4,57∙10-6

P53, lekkasje fra hull 10 % av diameter

4.4∙10-5 800 0,5 0,0457 2,01∙10-4

8.5 Sannsynlighet for tenning Sannsynlighet for tenning kan deles inn i to kategorier:

• Umiddelbar tenning

• Sen/forsinket tenning

Sannsynligheten for umiddelbar tenning er satt til 6.5 % i Purple Book (ref. /8/) for alle hendelser for en såkalt kategori 1 væske, og adopteres i denne analysen. En kategori 1 væske er definert som en væske med flammepunkt under 21 grader Celsius. Til sammenligning har metanol et flammepunkt på 11 grader Celsius.

Verdien for sannsynlighet for sen tenning vil bl.a. avhenge av mulige tennkilder i nærheten og utstrekning av brennbar sky. En uantent pøl av metanol som dannes etter et brudd på rør, tank eller lignende, vil kunne gi avdamping av metanol som mikses med luft og danner en brennbar atmosfære. Konsekvensen av tidspunktet for tenning kan i visse tilfeller være stor. Der brennbare skyer kan bygge seg opp over tid, og hvor det er høy grad av utstyrstetthet og andre finmaskede hindringer, vil det være fare for eksplosjon. I slike tilfeller vil tidspunkt for tenning være mer avgjørende enn det er på Engene, hvor en antent lekkasje vil begrenses til en pølbrann. Derfor er det vurdert dithen at konsekvensen for tidlig og sen tenning er lik.



Tabell 8.9 - Tennsannsynlighet anvendt i analysen (fra Purple Book, ref. /8/)

Tenning Sannsynlighet [-]

Umiddelbar 0,065

Forsinket 0,065

Totalt 0,13

OGP (ref. /9/) gir også tabellverdier for sannsynlighet for umiddelbar tenning. Verdiene strekker seg opp til et maksimum på 1,3 %. Disse verdiene gjelder for olje og gassanlegg, men gir allikevel et referansenivå. Det bemerkes at OGP-verdiene er signifikant lavere enn Purple Book-verdiene gitt i Tabell 8.9.

9 Konsekvensberegninger

9.1 Simulerte scenarier Det vil være et uendelig antall mulige hendelser som kan utvikle seg ved Engene tankanlegg. Dette uendelige antallet må diskretiseres i et endelig antall for å kunne regne på konsekvenser, av f.eks. branner, og for å etablere risikokonturer. Det endelige antall scenarier er satt opp med et mål om at det minimerer endringer i risikokonturene dersom nye scenarier legges til.

Det er i alt simulert fem lokasjoner hvor det kan dannes en pøl av metanol ved en hendelse. Disse er:

• Kai

• Bilfylleplass

• Tank T-50

• Tank T-51 (drenering rett til hovedfangdammen)

• Tank T-53

• Hovedfangdammen

Disse lokasjonene representerer lokasjoner for alle scenarier beskrevet i kapittel 8.

Hendelsene som betraktes i analysen er allerede definert i kapittel 8 slik at det som står igjen er å velge antall vindretninger og vindhastigheter.

Et tankbrudd f.eks., kan ha forskjellig konsekvens for omgivelsene avhengig av gjeldene vær og vindforhold på tidspunkt for hendelsen. Sannsynlighet for eksponering mot giftig gass nedstrøms hendelsen, i forhold til vindretningen, vil være større enn oppstrøms. I denne analysen simuleres en hendelse ved 12 forskjellige vindretninger (30 grader mellom hver retning). Videre vil relativt høye vindhastigheter føre til en større grad av uttynning av en gassky enn relativt lave vindhastigheter. Derfor er også oppløsningen av vindhastighetsskalaen av betydning. Det er i denne analysen brukt tre forskjellige vindhastigheter per hendelse, nemlig 1 m/s, 3 m/s og 8 m/s.

I alt er det simulert 432 scenarier med CFD, dvs. 216 dispersjonssimuleringer og 216 brannsimuleringer:

• Dispersjon: 6 lokasjoner x 3 vindhastigheter x 12 vindretninger = 216 scenarier

• Brann: 6 lokasjoner x 3 vindhastigheter x 12 vindretninger = 216 scenarier

Alle konsekvensberegninger, dvs. simuleringer av branner og gasspredning, er gjort med CFD-verktøyet KFX (www.computit.no).



http://www.computit.no/

9.2 Type utslipp Metanol er i væskeform ved atmosfæretrykk og typiske ambiente temperaturforhold. Det er derfor vurdert at det vil danne seg dammer av metanol ved eventuelle lekkasjer fra tanker, slanger og rør. Det er altså vurdert at det ikke dannes skyer av metanol som følge av spray og jet lekkasjer utover normal fordampning. Dermed blir også muligheten for at det dannes en eksplosiv atmosfære ved en lekkasje ansett å være begrenset. På grunnlag av dette er det kun simulert pølbrann.

Fluksen av forbrenning av metanol er satt konstant til 0,015 kg/(m2s), jamfør ref. /10/. Tilsvarende er avdampingsfluksen satt til 0,015 kg/(m2s) i dispersjonssimuleringene.

Den ambiente temperaturen vil kunne påvirke avdampningsraten av metanol ved en eventuell hendelse. I simuleringene er fluksen av metanol som damper av fra en pøl satt konstant, og lik forbrenningsfluksen ved en brann. Ved hendelser vinterstid er det grunn til å anta at avdampningen vil være begrenset, og avdampningsraten er således satt på den konservative enden av skalaen.

9.3 Numeriske parametere I en CFD-simulering er det nødvending å definere beregningsdomene, dvs. området der ligningene løses, og sette opp et numerisk nettverk (punkter som holder verdiene av strålingsnivå og konsentrasjon av f.eks. metanol). Dette er vist i Figur 9.1. En anstrengelse har blitt gjort for å anvende et stort nok domene, som fanger opp effekten av de dimensjonerende lavfrekvente hendelsene.

Figur 9.1 - Beregningsdomene og numerisk grid

I en simulering av gassdispersjon, simuleres først en viss tidsperiode for å stabilisere vindfeltet ved gitt vindretning og hastighet før lekkasjen/avdampingen/tenning settes på. Simuleringen kjøres så til en stabil tilstand av gasskyen/strålingsfeltet.

Ambient temperatur er satt til 10 grader Celsius. Når det gjelder atmosfæriske stabilitetsklasser som er vanlig å anvende i risikoanalyser med empiriske verktøy, så gjøres det på en litt annen måte når KFX brukes til konsekvensberegninger. KFX bruker eksponentielle vind profiler på domenegrensene. For et scenario med vindhastighet på 1 m/s så settes hastigheten til 1 m/s 10 m over bakken/havnivået. Mellom bakken/havnivået så tilnærmes vindprofilet med en eksponentiell funksjon på domenegrensen. Innad i domenet så beregnes vindfeltet ved å løse Navier-Stokes ligninger. Overflateruheten er satt til 0,006.



Egenskaper til metanol er gitt i Tabell 9.1.

Tabell 9.1 - Egenskaper til metanol

Parameter Verdi

Kjemisk formel CH3OH

Tetthet [kg/m3] 792

Molvekt [g/mol] 32,04

Kokepunkt [grader Celsius] 64,7

Flammepunkt [grader Celsius] 11

LFL [ppm] 55.000

9.4 Lagringstanker Ved brudd av en enkelt tank er det antatt at det dannes en pøl med tilsvarende areal som hovedfangdammen. Dette gjelder både plutselige brudd og hendelser hvor alt innhold slippes ut i løpet av 10 minutter. Det er lagt til grunn at hele utslippet fanges opp i hovedfangdammen.

Resultatet fra to spredningssimuleringer er vist i Figur 9.2 og Figur 9.3. De gule konturene indikerer en konsentrasjon på 7.200 ppm (ref. Tabell 7.4) eller høyere. I den først figuren blåser vinden fra sydvest mens i den andre figuren blåser vinden fra nordøst. Det kan observeres at de lengst fareavstandene oppstår når vinden kommer fra nordøst, dvs. fra fjorden og inn mot anlegget. Ved vind fra sydvest skjermer odden noe for vinden, og det blir en resirkulasjonssone fra fangdammen og ut mot sjøen.

Figur 9.2 - Resultat fra en spredningssimulering hvor vinden blåser fra sydvest med en hastighet på 1 m/s. Skyen er markert med gult der den har en konsentrasjon på 7.200 ppm (grenseverdi for fatalitet ved 60 minutters eksponering)



Figur 9.3 - Resultat fra en spredningssimulering hvor vinden blåser fra nordøst med en hastighet på 1 m/s. Skyen er markert med gult der den har en konsentrasjon på 7.200 ppm (grenseverdi for fatalitet ved 60 minutters eksponering)

Fareavstander for giftighet er vist i Figur 9.4 for et simulert scenario. Dette er det samme scenario som ligger til grunn for Figur 9.2. Konturene er koblet opp mot fatalitetskriteriene i Tabell 7.4, og fareavstandene er målt fra senter av fangdammen. Yttergrensen for AEGL-3 skyen for 60 min eksponering strekker seg i en avstand på 115 m fra senter av pølen. I ytterkanten av denne kan en person oppholde seg i 60 minutter før fatalitet inntreffer. AEGL-3 skyen for 30 min eksponering har en fareavstand på 80 m, men med et betydelig mindre fotavtrykk. For eksponering mot 40.000 ppm må en person oppholde seg i særdeles nærhet av fangdammen. Oppstrøms er vinden konsentrasjonen veldig lav. Merk at for høyere vindhastigheter vil disse fareavstandene være kortere.



Figur 9.4 - Konsentrasjonskonturer som følge av metanol i fangdam. Vindhastigheten er 1 m/s og vinden kommer fra nordøst. Figuren viser avstand fra senter i fangdam til de ulike konturene med tilhørende fatal eksponeringstid

Strålingsfelt for to branner er vist i Figur 9.5 og Figur 9.6. I begge tilfeller kommer vinden fra syd og i den første figuren er vindhastigheten 1 m/s, mens i den andre figuren er vindhastigheten 8 m/s. Ved en inspeksjon av de to figurene kan det observeres at vindhastigheten ikke er veldig avgjørende for utstrekningen av strålingsfeltet. Det har antagelig sammenheng med at metanol brenner med en klar flamme uten produksjon av sot og partikler.

Figur 9.5 - Strålingsfelt som følge av en brann i hovedfangdammen. Vind fra syd med en hastighet på 1 m/s



Figur 9.6 - Strålingsfelt i et plan som følge av en brann i hovedfangdammen. Vinden kommer fra syd med en hastighet på 8 m/s

Avstanden fra senter av fangdam til ytterkant av konturer med forskjellig strålingsnivå er gitt i Figur 9.7. Det samme scenariet som er vist i Figur 9.5 ligger også til grunn for Figur 9.7. Her er strålingsfeltet lagt ned på bakken, slik det er forklart i kapittel 9.6, for å finne fareavstandene. Fatalitetskriteriene er notert i figuren for å gi et inntrykk av hvor lenge en person kan oppholde seg innenfor de forskjellige konturene. Merk at en metanolbrann vil kunne gi signifikante fareavstander og i visse tilfeller antagelig større enn sammenlignbare hydrokarbonbranner. I Ref. /11/ er etanolbranner undersøkt og sammenlignet med bensinbrann. For store pølbranner, over ca 300 kvadratmeter, gir en etanolbrann en høyere varmestrålingsfluks enn en bensinbrann. Det er grunn til å tro at en metanolbrann vil kunne oppføre seg ganske likt en etanolbrann, da begge brenner rent uten noen særlig dannelse av sot.



Figur 9.7 - Strålingskonturer som følge av brann i fangdam. Figuren viser avstand fra senter av fangdam til de forskjellige strålingsnivåene med tilhørende fatal eksponeringstid. Vinden kommer fra nordøst med en hastighet på 1 m/s

For de mindre alvorlige hendelsene med en lekkasje fra et 10 mm stort hull er det gjort følgende vurderinger. Det vurderes at ledefangdammen rundt henholdsvis T-50 og T-51 ved lekkasje fra respektive tanker, dekkes av metanol. Ved konservativt å anta at lekkasjelokasjonen er nærme bakken med en væskehøyde av metanol 10 meter over lekkasjepunket, gir Bernoullis ligning en utløpshastighet på 14 m/s. Sammen med arealet av hullet og tettheten av metanol gir det en lekkasjerate på 3,5 kg/s. Ved å anta steady state, gir dette et pølareal på 233 m2.

Figur 9.8 og Figur 9.9 viser skyer med konsentrasjon 7.200 ppm eller høyere som følge av en mindre hendelse med henholdsvis tank T-50 og T-51. Merk at pølen som følge av lekkasje fra T-51 befinner seg i hovedfangdammen.



Figur 9.8 - Uantent lekkasje fra T-50. Vind fra nordøst med en hastighet på 1 m/s. Den gule konturen viser hvor metanolskyen har en konsentrasjon på 7.200 ppm eller høyere

Figur 9.9 - Uantent lekkasje fra T-51 med drenering til fangdam. Vind fra nordøst med en hastighet på 1 m/s. Den gule konturen viser hvor metanolskyen har en konsentrasjon på 7.200 ppm eller høyere

9.5 Hendelser knyttet til import og eksport Ved slangebrudd under import er det vurdert at det dannes en pøl på kaia. Ved lekkasje fra rørledninger knyttes halvparten av hendelsene til kai og den resterende halvparten til området rundt tanken som fylles opp.

Ved slangebrudd under eksport vil det kunne dannes en pøl ved bilfylleplassen. Når det gjelder brudd på eksportrørledning, gjøres samme betraktning som for import, dvs. at halvparten av hendelsene assosieres med pøl på bilfylleplass og halvparten legges til tanken som det fylles fra.

Merk at pølen som simuleres ved eksporthendelser antagelig er konservativ da det er drenering til utskiller ved bilfylleplassen, jamfør kapittel 2.2.



Figur 9.10 - Brann på kai under import. Vind fra nordøst med en hastighet på 1 m/s. Innenfor den blå konturen har strålingsfeltet en verdi på 1,5 kW/m2 som tilsvarer grenseverdien for 60 min eksponering

Figur 9.11 - Brann på bilfylleplass under eksport. Vind fra nordøst med en hastighet på 1 m/s. Innenfor den blå konturen har strålingsfeltet en verdi på 1,5 kW/m2 som tilsvarer grenseverdien for 60 min eksponering

9.6 Vurdering av fatalitet ved en hendelse En gassky og et strålingsfelt vil ha en utbredelse i 3D rommet. Det må derfor vurderes hvilket nivå over bakken en ønsker å måle risikoen. I denne studien har man valgt en tilnærming som følger: Figur 9.12 viser et scenario hvor vinden blåser fra fjorden. Den gule konturen viser hvor skyen har en konsentrasjon på 7.200 ppm eller høyere (ref. fatalitetskriteriet i kapittel 7.2). Muligheten for at en person blir eksponert for en dødelig dose blir da avgjort etter at skyen er projisert ned på bakken, som indikert av den røde pilen i figuren. Den samme vurderingen gjelder for varmestråling. Dette blir en relativt konservativ tilnærming. På den annen side tar man høyde for at skyen kan være oppføre seg annerledes ved f.eks. perturbasjoner i atmosfæriske stabilitetsforhold.



Figur 9.12 - Projisering av en gassky ned på bakken. Den gule skyen har en konsentrasjon tilsvarende grenseverdien for fatalitet ved 60 min eksponeringstid. En person som står på bakken i enden av den røde pila i 60 min vil nå fatalitetsgrensen

Som nevnt i kapittel 2, ligger det til grunn at responstiden ved en ulykkeshendelse er 60 minutter. Det innebærer at ved et tankbrudd vil metanol bli liggende i fangdammen å dampe av uavbrutt i 60 minutter og derfor har AEGL-3 ved 60 min blitt anvendt. Tilsvarende, hvis en lekkasje antennes er det antatt at den brenner i 60 minutter før hendelsen er under kontroll. Således har grenseverdien for stråling ved 60 minutter eksponering blitt brukt (jamfør Tabell 7.2).

10 Risiko

I dette kapittelet gis risikokonturer og hensynssoner. Disse resultatene kombinerer værdata, fatalitetskriterier, frekvens for hendelser med CFD-simuleringer.

10.1 Giftig gass Figuren under viser individuell risiko som følge av eksponering mot giftige nivåer av metanol. Det kan sees fra figuren at risikokonturene har større utstrekning inn over odden enn ut mot havet målt fra et senterpunkt i fangdammen. Dette har sammenheng med resirkulasjonssonen diskutert i kapittel 9.4.



Figur 10.1 - Individuell risiko for eksponering mot giftige nivåer av metanol

De største skyene oppstår ved tankbruddhendelser da hele fangdammen fylles med metanol og det blir en relativt stor overflate for metanolen å dampe av fra. Fordampningsraten er i et slikt tilfelle på om lag 15 kg/s. Individuell risiko som følge av disse hendelsene er vist i Figur 10.2. Selv om tankbrudd gir de mest ekstreme skyene, kan man også se, ved en sammenligning av de to figurene, at mindre hendelser også bidrar til utstrekningen av konturen med en frekvens på 1E-7 pr. år. Både mindre tanklekkasjer og hendelser knyttet til import og eksport bidrar.

Merk at fingerformene i risikokonturene i Figur 10.2 delvis skyldes for få simulerte scenarier. I praksis vil det være sannsynlighet for eksponering i områdene mellom fingrene.



Figur 10.2 - Individuell risiko for eksponering mot giftige nivåer av metanol for hendelser knyttet til tankbrudd

10.2 Varmestråling Varmestrålingsfeltet fra en brann er ikke like sensitivt for vindhastighet og vindretning som spredning av avdampet metanolgass. Strålingsfeltet har et tilnærmet sirkulært tverrsnitt uavhengig av vinden, og dette vises også i risikokonturene.

Figur 10.3 viser tre frekvenskonturer. Dette er frekvensen for å overskride fatalitetskriteriet for stråling på forskjellige lokasjoner. Avstanden fra senter av fangdam til konturen med frekvens på 1E-7 pr. år er omtrent 170 m.



Figur 10.3 - Individuell risiko for å bli eksponert mot dødelige varmestrålingsnivåer

Det er de mest dramatiske hendelsene som dikterer utstrekningen av 1E-6 og 1E-7 pr. år kurvene. Dette kan sees av Figur 10.4. Denne figuren viser kun antente hendelser med tankbrudd, dvs. hendelser beskrevet av de to første radene i Tabell 8.2. Merk at 1E-5 pr. år kurven ikke vises da hendelsene har lavere frekvens enn dette.

Figur 10.4 - Individuell risiko for å bli eksponert mot dødelige varmestrålingsnivåer som følge av tankbruddhendelser



10.3 Brennbare konsentrasjoner Sammenlignet med utstrekningen av potensielt giftige konsentrasjoner av metanol (se f.eks. Figur 9.3) er utstrekningen av brennbare konsentrasjoner liten, og det vil være usannsynlig at en brennbar sky skal kunne eksponere lokasjoner utenfor anleggsgrensen. Nedre konsentrasjonsgrense for brennbarhet av metanol i luft er 55.000 ppm (ref. /7/).

Det vil være en mulighet for at en sky med brennbare konsentrasjoner stikker noen meter ut over fangdamkanten ved lave vindhastigheter. I scenariet visualisert i Figur 10.5 strekker skyen seg omtrent 5 m ut fra fangdamkanten. I denne simuleringen er fangdammen full av metanol og vinden blåser fra fjorden (nordøst) med en hastighet på 1 m/s.

Figur 10.6 gir et probabilistisk bilde av muligheten for å eksponere et område rundt fangdammen for brennbare konsentrasjoner, gitt at fangdammen er full av metanol som følge av f.eks. tankbrudd. Det vil være en 70 % sannsynlighet for at en brennbar konsentrasjon ikke sprer seg ut over fangdamgrensen. Figuren forteller videre at det er 95 % sannsynlig at utstrekningen av brennbar sky ikke vil være større enn det lyseblå området i figuren. Det kan også observeres at det er mest sannsynlig å få brennbare konsentrasjoner på kortendene av fangdammen. Da har uttynningseffekten fra vindfeltet mindre effekt enn på tvers av tanken.

Figur 10.5 - Utstrekning av brennbar sky ved en tankbruddhendelse som fyller opp fangdammen



Figur 10.6 - Sannsynlighet for å eksponerer et område mot brennbare konsentrasjoner gitt at fangdammen er full av metanol. Det lysegrønne området gir en 70 % sannsynlighet for eksponering, det mørkeblå 10 % og det lyseblå 5 %

10.4 Risikokonturer Ved å legge sammen bidrag til individuell risiko fra dødelige konsentrasjoner av metanol og varmestråling får man utstrekningen av risikokonturene for individuell risiko. Disse er vist i Figur 10.7 som konturer med frekvenser på 1E-5, 1E-6 og 1E-7 pr. år. En sammenligning av Figur 10.4 og Figur 10.7 tilsier at det er tankbruddhendelser med påfølgende brann som dominerer utstrekningen av 1E-6- og 1E-7 1/år-konturene.



Figur 10.7 - Risikokonturer for samlet risiko for Engene tankanlegg for metanol

Risikokonturene i Figur 10.7 kan sees i sammenheng med akseptkriteriene gitt i Tabell 5.1.

11 Usikkerhet

Analysen beskrevet i de foregående kapitlene fokuserer på hendelser som vil kunne påvirke hensynssonene. Det vil allikevel være usikkerhet assosiert med de beregnede risikokonturene. Usikkerheten stammer fra flere steg i analysen og kan være utfordrende å kvantifisere. Usikkerhet knyttet til de forskjellige bestanddelene i analysen er diskutert kort under.

11.1 Frekvensen for hendelser og sannsynlighet for tenning Ref. /12/ sier noe om usikkerheten i lekkasjefrekvensene. Der spekuleres det i at feilmarginen i tallene kan være en størrelsesorden over og under for de katastrofale hendelsene. For tankanlegget på Engene sitt tilfelle vil dette si tankbrudd.

Det er ikke gjort en kvantifisering av innvirkning på utstrekning av hensynsoner for andre verdier enn på sannsynlighet for tenning. Effekten på risikokonturene vil være den samme som om lekkasjefrekvensen justeres da tennfrekvens er produktet av sannsynlighet for tenning og lekkasjefrekvens.

11.2 Effekt av vinddata Vind og værdata i seg selv bærer relativt lite usikkerhet. Det er derimot ingen lokal værstasjon på Engene slik at data må hentes fra nærliggende stasjoner. Det kan være lokale forskjeller i Oslofjordområdet med tanke på dominerende vindretning og hastighet som kan gi forskjell i risikokonturene.



Utstrekningen av hensynssonene på Engene er dominert av brannhendelser. Konsekvensen av branner er mindre avhengig av vindretning og hastighet enn spredning av giftige avgasser. En skulle derfor kunne anta at værdata har relativt sett liten påvirkning på sluttresultatet.

11.3 Utfallsrom Usikkerhet ved valg av utfallsrom knytter seg mest til om de alvorligste hendelsene er representert og om noen hendelser som kan ha påvirkning på hensynssonene er underestimert. De alvorligste hendelsene er vurdert til å være kollaps av en av lagringstankene. Her vil store mengder metanol lekke ut og vil potensielt gi branner som varer i lang tid.

11.4 Konsekvensmodellering Konsekvensmodellering betyr i denne studien kombinasjonen av CFD simuleringsresultat og fatalitetskriteriene. Det er generell konsensus at CFD gir høyere grad av nøyaktighet enn f.eks. empiriske verktøy.

12 Konklusjon og anbefalinger

Basert på DSBs definisjon av hensynssoner gitt i Tabell 5.1, har området rundt Dyneas anlegg en akseptabel risiko. Det er f.eks. verken sykehus, barnehager, overnattingssteder eller boliger i ytre eller midtre hensynsone. Hendelser knyttet til kollaps av en av lagringstankene med påfølgende tenning er funnet å være dimensjonerende for hensynssonene.

13 Referanser

/1/ Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB): "Sikkerheten rundt anlegg som håndterer brannfarlige, reaksjonsfarlige, trykksatte og eksplosjonsfarlige stoffer, kriterier for akseptabel risiko", TEMA 13, 2012.

/2/ Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB): "Forskrift om tiltak for å forebygge og begrense konsekvensene av storulykker i virksomheter der farlige kjemikalier forekommer (Storulykkeforskriften)", FOR-2005-06-17-672.

/3/ Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB): "Temaveiledning om oppbevaring av farlig stoff".

/4/ Scandpower: “Technical Note No. 6, Loss of containment, risk analysis of Kårstø gas processing plant”, teknisk notat nr. 101575/TN-6, 2012.

/5/ DNV Technica og Scandpower A/S: “Human resistance against thermal effects, explosion effects, toxic effects and obscuration of vision”, 2001.

/6/ Arbeidstilsynet: “Forskrift om tiltaksverdier og grenseverdier for fysiske og kjemiske faktorer i arbeidsmiljøet samt smitterisikogrupper for biologiske faktorer“, Forskrift best nr. 704, 2016.

/7/ United States Environmental Protection Agency: https://www.epa.gov/aegl/methanol-results-aegl-program.



https://www.epa.gov/aegl/methanol-results-aegl-program

https://www.epa.gov/aegl/methanol-results-aegl-program

/8/ VROM: "Publication series on dangerous substances (PGS 3): Guidelines for quantitative risk assessment", 2005.

/9/ International association of oil and gas producers (OGP) Risk assessment data directory, “Ignition probabilities”, rapport nr. 434-6, 2010.

/10/ NIST United States Department of Commerce, Technology Administration, National Institute of Standards and Technolgy: “A global model for predicting the burning rates of liquid pool fires”, 1999.

/11/ J. Sjöström et al. ”ETANKFIRE-Experimental results of large ethanol fuel pool fires”, SP Technical Research Institute of Sweden, 2015

/12/ International association of oil and gas producers (OGP) Risk assessment data directory: “Storage incident frequencies”, rapport nr. 434-3, 2010.



Documents

Risikoanalyse (QRA) for metanol together for a safer world Risikoanalyse (QRA) for metanol Dyneas tankanlegg for metanol på Engene Rapport til: Dynea AS Rapportnr.: 106467/R1 Rev