Hodnocení rizik z pohledu nehod a havárií plynových zařízení

Bezpečnost a spolehlivost plynových a zřízení ovlivňuje celý soubor požadavků od etapy záměru až po etapu ukončení jeho životnosti. Ze statistiky šetření nehod a havárií vyplývá, že největší zatížení rizikovými faktory způsobuje etapa provozu zařízení spjatá s vlivem lidského činitele.

Možná rizika

Reálná rizika podle závažnosti z hlediska podmínek pro výbuch plynu jsem seřadil do blokového schématu takto:

Je třeba říci, že takto specifikovaná rizika jsou navzájem propojena společnými vazbami. Volba uvedeného seřazení rizik je záměrná a lze vyvodit závěr, že ve směru zdola vzhůru jedno riziko generuje další.

Riziko úniku na OPZ

Při zajištění pravidelných kontrol OPZ (odborných plynových zařízení) z hlediska úniku plynu jsou možné následky vyplývající z tohoto rizika za běžného provozu zcela minimální, což potvrzuje současná praxe a dokládají to i výsledky statistiky nehod a havárií. Převážná většina úniků plynu se generuje pozvolně a ve smyslu současně platných předpisů v zahraničí i u nás jsou pro tyto úniky stanovena potřebná opatření ve vazbě na kategorii úniku.

V případě OPZ je kategorizace úniků plynu například stanovena v TPG 704 01.

Kritéria těsnosti při provozu plynovodu

*) v ČR platná hodnota zavedená pro oblast používání zemního plynu, v některých zemích je tato hodnota 5 litrů/hod vycházející z doby, kdy byl používán svítiplyn

Z praxe šetření nehod a havárií jednoznačně vyplývá, že zásadním rizikem pro výbuch plynu jsou tzv. spontánní úniky plynu způsobené:

• porušením pevnosti zařízení např. vlivem provádění zemních prací;
• stavebními pracemi v objektu;
• nedostatečným ukotvením plynovodu při současném je zatěžování dalšími konstrukcemi, uchycením dalších technických zařízení apod.;
• neoprávněnými zásahy do zařízení;
• důsledkem tepelného působení vlivem požáru.

Stále největší podíl na haváriích OPZ v důsledku úniku plynu představuje etapa uvádění zařízení do provozu – vpouštění plynu.

Nejčastější příčinou je tzv. neprověření těsnosti plynovodu v souvislosti s jeho uvedením do provozu. Všechny tyto případy jednoznačně prokazují absenci tlakové zkoušky těsnosti po provedených montážních nebo opravárenských pracích na plynovodech. Vesměs se jedná o nedostatečné nebo chybějící uzavření plynovodu po odstranění úseků potrubí, výměnách potrubí, uzávěrů, spotřebičů apod., kdy konce potrubí po demontovaných plynoměrech, uzávěrech spotřebičů nejsou těsně uzavřena (chybějící zátky, víčka apod.).

Pro prevenci před těmito případy byla v ČR vydána Technická pravidla TPG 800 03, která řeší veškeré kritické etapy uvádění OPZ do provozu. Tímto předpisem byly definovány dvě základní etapy při uvádění do provozu ve smyslu následujícího schématu.

Uvádění OPZ do provozu

Etapa uvádění OPZ do provozu je nejčastější příčinou nehod a havárií, a to zejména v těch případech, kdy se neprovádí plynule, ale po částech, kde jsou vysoké nároky na provázání jednotlivých činností a jejich dokumentaci pro konečného odběratele. V podmínkách ČR byl vydán předpis TPG 800 03 s detailními požadavky na provádění prací.

Základem tohoto postupu jsou 2 způsoby podle schématu:

Riziko z titulu selhání větrání nebo jeho nedostatečné funkce

Větrání prostoru má rozhodující bezpečnostní funkci spočívající:

• v dostatečném přívodu vzduchu pro provětrání prostor, jak z hlediska možných drobných úniků plynu z rozebíratelných spojů, tak i z hlediska hygienických požadavků na pracovní prostředí zabezpečující řádný výkon provozního personálu, zejména pak obsluhy;
• v dostatečném přívodu spalovacího vzduchu na celkový instalovaný výkon spalovacího zařízení.

Z hlediska v úvahu připadajících rizik při selhání větrání nebo jeho nedostatečné funkce lze rizika rozdělit takto:

• nárůst koncentrace z drobných úniků plynu z rozebíratelných spojů;
• nedokonalé spalování plynu, případně až ztráta plamene;
• selhání funkce obsluhy z důvodu nevyhovujícího pracovního prostředí z hlediska hygienických požadavků (vysoká teplota prostředí, obsah škodlivin apod.);
• porušení tahové funkce komínů (toto riziko připadá v úvahu u kotlů s atmosférickými hořáky s přerušovačem tahu, kdy v případech umístění kotelen v přízemí, suterénu apod.) do vícepodlažních budov, kde vstup do kotelny je ze společné chodby jednotlivých podlaží, je bezpodmínečně nutné vstupní dveře do kotelny opatřit samouzavíračem dveří, neboť propojení kotelny se společným schodištěm může za určitých podmínek v principu vytvořit nový komínový systém a dochází pak k průniku spalin do kotelny a celého objektu.

Větrání prostor

ČSN EN 1775 – Zásobování plynem – Plynovody v budovách – Nejvyšší provozní tlak≤5 bar – Provozní požadavky

4.4.2.2
Plynovod uvnitř budov vede přednostně větranými prostory. Větrání prostor musí být takové, aby malé úniky plynu byly spolehlivě zředěny.

Řešení

A. Vnitřní utěsňování plynovodů schválenou metodou

B. TPG 704 01 odběrná plynová zařízení a spotřebiče na plynná paliva v budovách
2.19.1 Trvale větraný prostor
2.19.2 Přímo větratelný prostor

C. Malé úniky
- úniky kategorie do 10 l/hod podle TPG 704 01

D. Spolehlivé zředění
- je zajištěno při větrání a větratelnosti prostor podle TPG 704 01 čl. 2.19, 2.19.1, 2.19.2

Řešení odfuků potrubí –ČSN EN 1775

4.4.3.1
Plyn unikající ze zabezpečovacího zařízení musí být odveden na bezpečné místo.

Řešení

Schéma tvorby prostoru nad vyústěním potrubí

Narušení pevnosti zařízení při zemních pracích

• použití mechanismů v blízkosti potrubí
• absence školení rizikových stavů
• bezpečnostní řešení situací
• vytržení potrubí
• zabránění dalšího šíření úniku do nekontrolovatelných míst
• nahlášení dodavateli plynu
• oznámení policii – Trestní zákoník
• narušení nadzemních zařízení vlivem dopravních nehod

 Specifická rizika u zkapalněných uhlovodíkových plynů (LPG)

Při úniku kapalné fáze LPG se významně projevuje tvorba tzv. „Elektrické dvojvrstvy“, která je významným pojmem v oblasti problematiky statické elektřiny.

Jako elektrická dvojvrstva se označuje prostorové rozdělení elektrického náboje v místě styku různých fází. Je způsobená mikrorozdělením náboje opačného znaménka a charakterizuje délku, na níž odeznějí všechny veličiny obsažené v tloušťce dvojvrstvy.

Zásadním zabezpečením v souvislosti s únikem kapalné fáze LPG se současnou tvorbou elektrostatického náboje, který je silným iniciačním zdrojem vznikajícího aerosolu.

Elektrostatické nabíjení aerosolů

Aerosol se vyskytuje jako směs mlhy LPG se vzduchem. S ohledem na obsah hořlavé složky PB je elektrostatické nabíjení mimořádně nebezpečné. Intenzita nabíjení je dána počtem vzájemných srážek dopravovaných částic PB, jeho vlastnostmi a počtem částic v objemové jednotce.

Z hlediska nabíjení přicházejí v úvahu následující způsoby:

• nabíjení částic ve vznosu, které je způsobeno tepelným pohybem iontů plynu (vzduchu), který obklopuje částice (aerosol PB). Protože rychlost iontů roste se vzrůstající teplotou plynu, roste náboj každé částice úměrně s teplotou;
• nabíjení částic stykem s různými materiály nebo stykem částice s pevným povrchem. Velikost náboje je úměrná velikosti částice, potenciálu vytvořeného el. pole a relativní dielektrické konstantě. Každá částice může přijmout až 105 elementárních nábojů. Dále mají vliv jakost povrchu částice, rychlost částice a vodivost částice;
• nabíjení částic rozprášením kapalin+ Přitom se mohou vyskytnout tyto jednotlivé efekty;
• dělení částic o stejném složení materiálu částic; náboj vznikne v důsledku rozdílných kontaktních potenciálů na površích, jež způsobí bubliny a nečistoty;
• oddělení částic od podkladu; také u tohoto děje mají pro velikost náboje veliký význam rozdíly dielektrických konstant.

Specifická rizika LPG

- jsou patrná z následujícího schématu:

Riziko - únik spalin

ZDROJ:
Buchta, Jiří. Hodnocení rizik z pohledu nehod a havárií plynových zařízení. Bezpečnost a hygiena práce, č. 12 (2003), s. 26 – 29.