VERFAHRENSTECHNIK Schwedt GmbH
 

Anlagensicherheit

Anlagensicherheit

Anlagensicherheit beschreibt nicht nur den Schutz der technischen Apparaturen.

Es umfasst vielmehr die….

  • Sicherheit für Arbeitnehmer, die in der Anlage beschäftigt sind
  • Sicherheit für die Bevölkerung in der Umgebung der Anlage
  • Sicherheit für die Umgebung zum Schutz der Flora und Fauna und der Kulturgüter in und um das Gelände der Anlage
  • Sicherheit zum Schutz des Eigentums der Anlagenbetreiber

Die Betreiber einer Anlage unterliegen einer Dokumentationspflicht im Rahmen der Verfahrens- und Anlagensicherheit. Dazu gehören vor allem die folgenden Behördenvorschriften:

  • Sicherheitsberichte nach §9ff StörfallV
  • Explosionsschutzdokument nach §6 BetrSichV
  • SIL-Einstufung von PLT-Einrichtungen nach IEC 61508ff
  • Prüfunterlagen für Sicherheitsvorrichtungen für Druckbehälter gemäß §15 BetrSichV

Gefährdungen

Die Anlage ist in normalen Betrieb verschiedenen Gefahrenquellen ausgesetzt.
Man unterscheidet umgebungsbedingte Gefahrenquellen (z.B. Gefahren durch Terroranschläge, Lawinen, Waldbrände) und betriebliche Gefahrenquellen (produktbedingte und prozessbedingte Gefährdungen).

Produktbedingte Gefährdungen treten auf, durch Freisetzung von…

  • gesundheitsschädlichen (z.B. toxischen, krebserzeugenden) Produkten
  • umweltgefährlichen (z.B. wassergefährdenden) Produkten
  • explosionsgefährlichen Produkten

Prozessbedingte Gefährdungen treten auf…

  • beim Betreiben von Prozessanlagen, die unter Druck stehen und bei höheren Temperaturen gefahren werden
  • beim An- und Abfahren von Prozessanlagen und Anlagenteilen (z.B. Industrieöfen)
  • bei Druckbehältern
  • beim Betreiben von Tanklägern und Verladeanlagen mit gefährlichen Produkten
  • beim störungsbedingtem Ausfall von Systemen der Betriebsmittel- und Energieversorgung

Diese Gefahren sind von VTS in vielfältigen Arbeiten insbesondere in Raffinerien untersucht worden. Je nach gesetzlichen Anforderungen und zusätzlichen Wünschen von Kunden werden die folgenden Methoden zur Analyse der Gefährdungen, die beim Betreiben von Prozessanlagen bzw. von Tank- und Verladeanlagen auftreten können, von uns angewendet.

Methoden zur Analyse von Gefährdungen

  • Gefährdungsbeurteilungen
    • von Behörden gefordert, wenn Anlagenteile neu oder wieder in Betrieb genommen werden (neue Pumpen oder Verdichter als Verschleißersatz)
    • gleichzeitig werden neue Ex-Zonenpläne erstellt und das Explosionsschutzdokument überarbeitet
  • Fehlerbaumanalyse
    • insbesondere bei Neuanlagen
    • alle geplanten Sicherheitsvorkehrungen werden geprüft und zusätzliche Maßnahmen festgelegt
  • Hazard- und Operability Analyse (HAZOP bzw. PAAG)
    • im Rahmen von Sicherheitsanalysen bzw. –berichten für sicherheitstechnisch bedeutsamen Anlagen
  • Risikomatrix*
    • Risiko halbqualitativ einschätzbar
  • Quantitative Risikoanalyse*
    • für das Risiko wird eine Zahl ermittelt

* wird im Folgenden näher erläutert

Sicherheit und Risiko

In Deutschland wird die Risikoeinschätzung kontrovers diskutiert. Für manche Raffineriebetreiber ist die Einschätzung von bestimmten Anlagen so wichtig, dass sie uns entsprechende Aufträge erteilt haben. Mit einer Software von der BAM und Datenbanken zu Ausfallwahrscheinlichkeiten von Ausrüstungen hat VTS verschiedene Risikoanalysen durchgeführt.

Risiko = Schadensausmaß x Häufigkeit des Schadensereignisses

Für jede Anlage mit Gefahrenpotenzial ist das Betreiben mit einem Risiko verbunden. Da es ein Nullrisiko von Anlagen nicht gibt, ist für Anlagenbetreiber das vertretbare Risiko eine wesentlicher Bestandteil der Sicherheitsphilosophie. Mit Sicherheitsmaßnahmen kann das Risiko tolerierbar gestaltet werden. Dieses Risiko bezeichnet man als das Grenzrisiko.

Zur halbqualitativen Abschätzung des Risikos wird eine Risikomatrix verwendet.

Risikomatrix

Diese Risikomatrix wird von Fachleuten für jedes in einer Anlage auftretende Gefährdungsszenario ausgefüllt. Wenn die roten Felder erreicht werden, sind detaillierte Untersuchungen zu den Auswirkungen (Störfalluntersuchungen) und den Sicherheitsmaßnahmen durchzuführen. Im Bereich der grünen Felder sind die vorhandenen Maßnahmen ausreichend.

Quantitative Risikoanalyse

  1. Bestimmung der zu untersuchenden Ereignisse
    • Auswertung einer Gefahrenanalyse (bevorzugt HAZOP)
  2. Erstellen der Szenarien
    • Liste aller möglichen Störfälle mit Freisetzungen von gefährlichen Produkten und möglichen Gegenmaßnahmen
  3. Berechnung der Schadensausmaße
    • Auswirkungen von Störfällen
    • Mit bestimmter Software, vor Ort gültige Klimastatistik muss berücksichtigt werden
  4. Berechnung der Wahrscheinlichkeiten
    • aus geeigneten Datenbanken die Ausfallwahrscheinlichkeiten Ausrüstungen bestimmt
  5. Berechnung und Darstellung des Risikos
    • nur mit geeigneten Software entsprechend der Rasterung eines Lageplanes
    • die berechneten Risikowerte werden im 2D oder 3D Lageplan durch Isolinien dargestellt

Beispiel: Aceton-Verdunstung im Raum aus offener Wanne,
Berechnung der ATEX-Zone (Atmosphärische Explosionszone)

Sicherheitstechnische Kenndaten von brennbaren, flüchtigen Produkten (20°C)

Stoff Mol-
gewicht
relative Dichte Dampf-
druck
Flamm-
punkt
Zünd-
temperatur
UEG R-Satz Explosions-
gruppe /
Temperatur-
klasse
kg/kmol - mbar °C °C Vol.-%
Aceton 58,08 2,0 247 < -20 540 2,5 R11 IIA / T1
Benzin ca.80 2,8 200 -10 <280 0,7 R11 IIA / T3
Ethanol 46,07 1,6 60 +12,5 425 3,5 R11 IIA / T2


Die Wanne ist bis zur Oberkante mit Aceton gefüllt: 

Breite der Wanne = 0,5 m
Länge der Wanne = 1,0 m
Temperatur der Lache = 22 °C
Umgebungsdruck = 1 bar (abs)
realer Vermischungsfaktor = 0 % (ideale Vermischung in der ATEX-Zone)
Verdunstungsmassenstrom = 0,67 kg/h
Windgeschwindigkeit über Lache < 0,01 m/s (Luftwechselzahl im Raum 5 h-1)

ATEX-Zone Kozentration Höhe über der Lache
% von UEG cm
berechnet 100 8
gemessen max. 24 3