Návrh metodiky pro stanovení bezpečnostních rizik plynovodů Zvýšení efektivnosti provozu a údržby potrubních systémů Nitra 15-16.11. 2011
Ing. Petr Bebčák, Ph.D. K.B.K. fire, s.r.o. Ostrava VŠB TU Ostrava
Předpisová a normativní základna • Předpisy a normy v ČR a v zahraničí
Základní rozdělení VTL plynovodů • • •
A3 – vysokotlaké plynovody > 4 bar ≤ 16 bar B1 – vysokotlaké plynovody > 16 bar ≤ 40 bar B2 – vysokotlaké plynovody > 40 bar ≤ 100 bar
Příčiny havárií • Havárie lze dle 7th EGIG-report 1970-2007 procentuelně rozdělit podle nejčastějších příčin, popř. dle aktivit, které byly vnější příčinou. • Přehled havárií VTL plynovodů Příčina
Podíl [%]
Nejčastější vnější příčina
Vnější příčina
49,6
Bagrování
Konstrukční vada, vada materiálu
16,5
Terénní práce
Koroze
15,4
Veřejné stavební práce
Zemský pohyb (posuv)
7,3
Zemědělství
Hot-tap made by error
4,6
Výkopové práce
Neznámá příčina
6,7
Ochranná a bezpečnostní pásma Ochranná pásma
• §68 zákona ve znění zákona č. 314/2009 Sb. • Zajišťuje bezpečný a spolehlivý provoz plynárenských zařízení • Ochranným pásmem se pro účely tohoto zákona rozumí souvislý prostor v bezprostřední blízkosti plynárenského zařízení, který činí u VTL plynovodů 4m na obě strany od půdorysu • Při provádění veškerých činností v ochranném pásmu i mimo ně nesmí dojít k poškození plynárenského zařízení • Činnosti, které by mohly ohrozit plynárenské zařízení, jejich spolehlivost a bezpečnost provozu je zakázáno provádět
Ochranná a bezpečnostní pásma Bezpečnostní pásma • §69 zákona ve znění zákona č. 314/2009 Sb. • Jsou určena k zamezení nebo zmírnění účinků případných havárií plynových zařízení a k ochraně života, zdraví, bezpečnosti a majetku osob. • V bezpečnostním pásmu lze v souladu s technickými a bezpečnostními podmínkami realizovat veřejně prospěšnou stavbu, nebo umístit jinou než veřejně prospěšnou stavbu, viz § 69, odst.3
Bezpečnostní a ochranná pásma SK dle zákona 656/2004 a TPP 906 01 • § 56 Ochranné pásmo je prostor vymezený od osy plynovodu na každou stranu • 4 m pro plynovod DN do 200 mm • 8 m pro plynovod DN 201 do 500 mm • 12 m pro plynovod DN 501 do 700 mm • 50 m pro plynovod nad 700 mm
Ochranná a bezpečnostní pásma SK dle zákona 656/2004 a TPP 906 01 • § 57 Bezpečnostní pásmo je vzdálenost měřená od osy plynovodu na každou stranu • 10 m pro plynovody s tlakem nižším než 0,4 MPa na volném prostranství nezastavěném • 20 m pro plynovody s tlakem 0,4- 4MPa s DN do 350 mm • 50 m pro plynovody s tlakem 0,4- 4MPa s DN nad 350 mm • 50 m pro plynovody s tlakem nad 4MPa do DN 150 mm • 100 m pro plynovody s tlakem nad 4MPa do DN 300 mm • 150 m pro plynovody s tlakem nad 4MPa do DN 500 mm • 300 m pro plynovody s tlakem nad 4MPA nad DN 500 mm
Ochranná a bezpečnostní pásma v ČR • Pro stanovení ochranných pásem vysokotlakých plynovodů v České republice platí Technická pravidla TPG 702 04/Z1 – Plynovody a přípojky. Plynovody a přípojky z oceli s nejvyšším provozním tlakem do 100 barů včetně Podskupina plynovodů podle provozního tlaku
Vzdálenosti od staveb (objektů)
A3 nad 4 bary do 16 barů včetně
≤ DN 100 - 10m DN 100 – 500 - 15m ≥ DN 500 - 20m
B1 nad 16 barů do 40 barů včetně B2 nad 40 barů do 100 barů včetně
≤ DN 100 - 100m DN 100 – 500 - 150m ≥ DN 500 - 200m
Ochranná a bezpečnostní pásmavyjádření jednotlivých zemí • Tabulka uvádí přehled vyjádření některých evropských zemí k problematice týkající se ochranných a bezpečnostních pásem a nejmenších odstupových vzdáleností (zdroj: ČPS) * - není jasně stanoveno Rakousko
Dánsko
Norsko
Španělsko
Německo
Řecko
Ochranná pásma
ANO
ANO
ANO
ANO
ANO
ANO
Bezpečnostní pásma
NE
Není uvedeno
ANO
ANO
NE
Není uvedeno
Nejmenší odstupové vzdálenosti plynovodů od objektů
ANO-NE*
Není uvedeno
Není uvedeno
Odkaz na předpis
NE
Není uvedeno
Rakousko – ochranná pásma a minimální odstupy k budovám • ÖVGW G 52/2 - Směrnice pro pokládání plynovodu z polyethylenu (PE) s provozním tlakem ≤10 bar • ÖVGW G 153/1 - Směrnice pro pokládání a zkoušení plynovodů z ocelových trubek s provozním tlakem ≤16 bar • ÖVGW G 153/2 - Směrnice pro pokládání a zkoušení plynovodů z ocelových trubek s provozním tlakem >16 bar MOP (bar)
Šířka ochranného pásma po obou stranách osy plynovodu
Minimální odstup k budovám (světlá šířka horizontální projekce)
≤ 5 bar
0,5m
0,5m
≤ 16 bar
1m
1m
> 16 bar ≤ DN150
2m
2m
> 16 bar DN150 ≤ DN300
3m
3m
> 16 bar > DN300
4m
4m
Německo – ochranná pásma • Německo nestanoví minimální odstupové vzdálenosti plynovodů od staveb, nejmenší odstupové vzdálenosti odpovídají šířce ochranného pásma • Právním podkladem je zákon o energetickém hospodářství a nařízení o vysokotlakých plynovodech • Ochranná pásma řeší předpisy DVGW 463 a DVGW 462-2 MOP (bar)
DN (mm) ≤ 150
≤ 300
≤ 500
> 500
≤ 0,05
-
-
-
-
0,05 ≤ 4 (5)
-
-
-
-
4 (5) ≤ 16
2 – 4m
4 – 6m
6 – 8m
8 – 10m
16 ≤ 40
2 – 4m
4 – 6m
6 – 8m
8 – 10m
40 ≤ 100
2 – 4m
4 – 6m
6 – 8m
8 – 10m
Dánsko – ochranná pásma • Čtyři různé druhy klasifikace v závislosti na tom, v jaké oblasti je plynovod umístěn • Tedy čtyři různé vzdálenosti podle tlaku a velikosti potrubí • Obecně lze ochrannou vzdálenost vypočíst takto: Vzdálenost = 1,5 x tlak(bar) x vnější průměr potrubí (m) x K • K – výpočtový součinitel, závisí na klasifikaci oblasti – – – –
Třída 1: K = 0,72 Třída 2: K = 0,6 Třída 3: K = 0,5 Třída 4: K = 0,4
Norsko • Statoil (ropná a plynárenská společnost) spravuje pouze přenosové plynovody • Rozsah plynovodu DN 510 – 1070mm a MOAP 120 – 210 bar • Ochranné zóny – jsou stanoveny typicky na 25 m na obě strany plynovodu • Bezpečnostní zóny (chráněné oblasti) - jsou stanoveny typicky na 100 m na obě strany plynovodu • Tyto zóny se určují na základě analýzy rizik a poté jsou implementovány do hlavního územního plánu příslušné obce
Španělsko – ochranná pásma, bezpečnostní pásma a minimální odstupy k budovám Tlak vs. zóna
Ochranné pásmo
P > 16 bar umístění v zóně typu 1
10 m na obě strany potrubí
P > 16 bar umístění v zóně typu 2
5 m na obě strany potrubí
P > 16 bar umístění v zóně typu 3
2,5 m na obě strany potrubí
Zóna typu 1 = leh 10 < 5 a leh 1< 8 Zóna typu 2 = leh 10 > 5 a leh 1> 8 a nesmí jít o podmínky zón typu 3 Zóna typu 3 = obytné a komerční oblasti s více než 10% půdy v blízkosti sítě s budovami o 3 nebo méně podlaží Zóna typu 4 = zóny s normální zástavbou s více než 4 podlažími, silnice…
• Bezpečnostní pásma – nerozlišuje se mezi ochrannými a bezpečnostními pásmy • Nejmenší dovolené odstupové vzdálenosti (doporučení RS-T-04, RS-D-08) – P < 16 bar, 1,1m doporučených, 0,3m jako minimum – P > 16 < 45 bar, 6m od fasády a v zemi uložená betonová zeď mezi potrubím a fasádou – P < 45 bar, 6m od fasády a v zemi uložená betonová zeď mezi potrubím a fasádou
Řecko – ochranná pásma • Ochranná pásma platí jen pro přepravní plynovody s velmi vysokým tlakem • Rozlišují se dvě zóny – 4m na každé straně plynovodu, ve které jsou přísně zakázány jakékoliv práce třetích stran – 20m na každé straně plynovodu, ve které jsou povoleny pouze zemědělské činnosti Ochranná pásma
MOP (bar)
DN (mm) ≤ 150
≤ 300
≤ 500
500 >
≤ 0,05
-
-
-
-
0,05 ≤ 4 (5)
-
-
-
-
4 (5) ≤ 16
-
-
-
-
16 ≤ 40
-
-
-
-
40 ≤ 100
4m
4m
4m
4m
40 ≤ 100
20m – žádné stavební práce
20m – žádné stavební práce
20m – žádné stavební práce
20m – žádné stavební práce
Četnost poruch na plynovém potrubí podle údajů EGIG • Poruchou při stanovení četnosti bylo myšleno každé neplánované porušení integrity potrubí s únikem plynu v rozsahu od drobného úniku až po částečné či úplné otevření profilu. • Frekvence poruch na potrubí velkých průměrů (DN700 a více) se pohybuje v řádu [10-3.km-1.rok-1] •
Zdroj: Saska, T., Novák, J., Komorous, I., Hodnocení individuálního a společenského rizika v okolí liniové části tranzitního plynovodu, 19. kolokvium Bezpečnost a spolehlivost plynovodů, Praha 11.-12.5.2010
Období
Počet nehod
Délka přepravních tras
Četnost poruch
[-]
[km.rok]
[10-3.km-1.rok-1]
1970 - 2000
1123
2,77.106
0,41
2000 – 2004
100
0,57.106
0,17
2004
23
0,12.106
0,19
Návrh metodiky pro stanovení bezpečnostních rizik plynovodů • Stanovení kritérií a konkrétních hodnot rizik pravděpodobnosti vzniku havárie a synergie vzniku havárie • Struktura úlohy
R=PxN
Schéma postupu řešení úlohy použité pro návrh metodiky
•
Schéma stanovení definovaného úniku plynů
•
Schéma stanovení frekvence velikosti úniku plynu
•
Schéma stanovení individuálního rizika definovaného úniku plynu pro bodový zdroj
•
Postup výpočtu individuálního rizika tryskavého požáru
•
Postup výpočtu individuálního rizika bleskového požáru
•
Schéma stanovení a hodnocení přijatelnosti společenského rizika
Závěrečné shrnutí Vyhledání a vyhodnocení statistických údajů Frekvence porušení integrity potrubí Účinnost ochranných opatření Pravděpodobnost okamžitého a opožděného vznícení
Definování úniku plynu Modelování tryskavého požáru Model hoření Model tepelného toku v úrovni zemského povrchu
Modelování bleskového požáru Model rozptylu Meteorologické podmínky Model hoření a tepelného toku
Výbuch Volný terén
Závěrečné shrnutí Individuální riziko Výpočet individuálního rizika ve směru větru Převod individuálního rizika na plochu Sumarizace individuálního rizika pro bodový zdroj Přechod na lineární zdroj
Ekonomické riziko Dopad na okolní zástavbu Inženýrské sítě Krajina, atd.
Společenské riziko Přechod od individuálního rizika k riziku společenskému
Přijatelnost rizika Stanovení kritérií pro individuální a společenské riziko Vytvoření modelu přijatelnosti individuálního a společenského rizika Vytvoření modelu pro stanovení ekonomického rizika
DĚKUJI ZA POZORNOST
Ing. Petr Bebčák, Ph.D. K.B.K. fire, s.r.o. Ostrava tel. 777 881 892 e-mail:
[email protected]
