Notitie Aan
:
Van Datum Kopie Onze referentie
: : : :
Provincie Fryslân N. Kistemaker, G. Brink J. van Veen 28 maart 2011 R. van Os, S. Verhaar, R. Boudewijn 9V8520.05/N0001/Nijm1
Betreft
:
Brandveiligheid Doekenfilterinstallatie Omrin
Inleiding Omrin is voornemens om op korte termijn haar Reststoffenenergiecentrale (REC) te Harlingen, in bedrijf te stellen. In de Wet Milieubeheer (Wm) vergunning van 5 oktober 2010 is door Gedeputeerde Staten van Fryslân (GS) het volgende voorschrift opgenomen: 10.1.4 De doekenfilterinstallatie dient voor in bedrijfstelling van de REC voorzien te zijn van een door Gedeputeerde Staten goedgekeurde automatische installatie die in staat is om een beginnende brand in het doekenfilter te voorkomen c.q. te bestrijden. Omrin heeft naar aanleiding van dit voorschrift op 14 maart 2011 een brandveiligheidsplan voor de doekenfilterinstallatie ter goedkeuring bij Gedeputeerde Staten ingediend. Provincie Fryslân heeft vervolgens Royal Haskoning (RH) gevraagd hierover een advies uit te brengen. Dit advies heeft uitsluitend betrekking op de brandveiligheid van de doekenfilterinstallatie. De doekenfilterinstallatie maakt onderdeel uit van de rookgasreiniging en bevindt zich tussen het elektrostatische filtersysteem (ESP) en de Selectieve Katalytische Reductie NOx-reiniging (SCR). Om een brandveiligheidsadvies te kunnen uitbrengen hebben de provincie en RH op 18 maart 2011 de REC te Harlingen bezocht. Hierbij waren de volgende personen aanwezig: S. Bosch (Omrin); G. Brink (Provincie Fryslân); W. Rodenhuis (Provincie Fryslân); J. van Veen (Royal Haskoning). Het doel van deze notitie is de Provincie Fryslân advies te geven op basis waarvan al dan niet door GS een Goedkeuringsbesluit met betrekking tot de brandveiligheid van de doekenfilterinstallatie kan worden genomen. Geraadpleegde / ontvangen documenten De volgende documenten zijn meegenomen in de beoordeling: 1.) Bijlage 4 – N2 certificate test cold commissioning; 2.) 11 00653 REC rap def v02: Doekfilterinstallatie Reststoffen Energie Centrale Harlingen; 3.) Brief van REC d.d. 14 maart 2011 met kenmerk 11.02462 REC/sbo/jko; 4.) Lab GROUPE; Process Risk Analysis 10892 EA 00 401; Flue gas treatment 10892 Harlingen d.d. 29/05/2009;
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
1/15
5.) Lab GROUPE; Risk Analysis According to EU Machinery Directive CE/2006/43; 6.) Process & Instruments Diagram (PID); Flue Gas Cleaning System; P&ID – Fabric Filter – part 2/2; Drawing nr. 9contractor) 10892-GA-00-004.2, zie bijlage A; 7.) Printafdrukken d.d. 18 maart 2011 van Digital Controlling System (DCS); Fabric Filter system + Storage system (silos), zie bijlage B; 8.) Norit Veiligheidsinformatieblad (Elektronische versie d.d. 23 mei 2006), zie bijlage C; 9.) Norit Technical Bulletin Recommendations Regarding the Handling of Norit GL50 in Flue Gas Clean up Systems; 10.) ATEX Classification for activated carbon storage, dosing and injection system REC Harlingen. Bevindingen Algemeen 1.) Omrin heeft op dit moment onder een zogenaamde CAR-verzekering (Construction All Risks verzekering, welke betrekking heeft op de constructiefase). Op korte termijn zal Omrin een brandverzekering afsluiten. Hierdoor is nog niet duidelijk welke specifieke eisen in de verzekeringsvoorwaarden zijn opgenomen. 2.) Ontwerpcapaciteit voor het rookgasdebiet door stoffilterinstallatie (2x4 compartimenten) bedraagt in totaal 200.000 Nm3/uur. Oftewel circa 25.000 Nm3/uur per filtercompartiment. 3.) De doekenfilter bestaat uit 2x4 parallel geplaatste compartimenten. 4.) In geval van processtoringen in de doekenfilterinstallatie kunnen de rookgassen worden gebypassed over de doekenfilterinstallatie en de SCR. De rookgassen worden in dat geval direct naar de schoorsteen afgevoerd. Dit gebeurt alleen bij calamiteiten. De situatie tijdens calamiteiten is in de milieuvergunning geborgd conform Bva. Koolmonoxide (CO)-detectie 5.) Er bevindt zich geen CO-detectie in de doekenfilterinstallatie. 6.) Er bevindt zich geen CO-detectie direct voor, of direct na de doekenfilterinstallatie. 7.) In de rookgasreiniging bevindt zich CO-detectie direct na de ketelinstallatie, alsook na de SCR (vlak voor de tie-in naar de schoorsteen). De CO-detectie dient uitsluitend ter sturing (van de zuurstofovermaat) van het verbrandingsproces. Deze twee COdetectoren zouden eventueel ook als een continue CO-verschilmeting dienst kunnen doen, om een beginnende brand in de doekenfilter te kunnen registreren. In geval van bypass-bedrijf worden de rookgassen niet door de doekenfilterinstallatie geleid en zal een aanvullende CO-verschilmeting geen functie hebben in de branddetectie. Dit gebeurt alleen bij calamiteiten. De situatie tijdens calamiteiten is in de milieuvergunning geborgd conform Bva. Temperatuur (T)-detectie doekenfilterinstallatie 8.) De hoppers (opvangtrechters) onder de doekenfilter-compartimenten zijn uitgerust met Tdetectie. 9.) Er is een hoog temperatuur alarm (TAH) bij 200 ºC en een hoog-hoog alarm (TAHH) bij 210 ºC ingesteld. Bij een temperatuur van 210 ºC wordt automatisch stikstof in het desbetreffende filtercompartiment geïnjecteerd. 10.) Voorts is er een laag temperatuur alarm (TAL) bij 120 ºC ingesteld om watercondensatie op de afgevangen reststoffen (mengsel actief kool/ natriumbicarbonaat) te voorkomen. Watercondensatie kan namelijk leiden tot allerlei ongewenste gevolgen, zoals het aankoeken van de reststoffen.
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
2/15
11.) Om te voorkomen dat de temperatuur van de afgevangen reststoffen in de hopper beneden de 120 ºC kan komen zijn de hoppers voorzien van verwarming. Temperatuur (T)-detectie aktief kool (AK) silo 12.) De AK-silo is voorzien van T-detectie en temperatuuralarmen. Bij 50 ºC wordt een hoog temperatuur alarm (TAH) gegenereerd. 13.) Bij 80 ºC wordt een TAHH gegenereerd en wordt stikstof ter inertisering in de silo geïnjecteerd (zie verder “inertisering”). Zelfopwarming & zelfontbrandingstemperatuur actief kool 14.) De kritische zelfontbrandingstemperatuur (ZOT) van de actieve kool (Norit GL 50) bedraagt 260 ºC (zie Norit Veiligheidsinformatieblad). De procestemperatuur van het doekenfilter bedraagt maximaal 210 ºC. 15.) Conform het Norit Veiligheidsinformatieblad is er geen zelfontbranding mogelijk tot een temperatuur van 140 ºC. Het is onwaarschijnlijk dat de opslag van actief kool in een silo, bij een maximale temperatuur van 80 ºC, tot zelfontbranding zal leiden. 16.) Van actief kool (afhankelijk van deeltjesgrootte en specifiek oppervlak) is echter ook bekend dat al vanaf 80 ºC zelfopwarming kan optreden. Brandveiligheidsmaatregelen dienen getroffen te worden om te voorkomen dat de eventuele hotspots als gevolg van opwarming kunnen escaleren in een brand. Het inertiseren met stikstof in combinatie met het inblokken van de installatie is een beproefde methode om escalatie tot een brand te voorkomen. 17.) Tenslotte wordt opgemerkt dat het aandeel geïnjecteerd actief kool ten opzichte van de hoeveelheid natriumbicarbonaat (NaHCO3) twee gewichtsprocent bedraagt. Deze 2 gew.% actief kool is gebaseerd op de door Omrin opgegeven jaarverbruiken (respectievelijk 100 ton actief kool en 5.000 ton natriumbicarbonaat). Natriumbicarbonaat is geen brandbare stof. Hierdoor is het onwaarschijnlijk dat het actief kool / natriumbicabonaat-mengsel in de doekfilterinstallatie tot zelfopwarming en/of zelfontbranding komt bij procestemperaturen beneden 210 ºC. 18.) Ten gevolge van voorgaand punt (nr. 17) is het essentieel dat bij een storing van de Natriumbicarbonaat-injectie ook de injectie van actief kool wordt gestopt, zodat het actief kool-gehalte in de hopper van de stoffilterinstallatie niet (tot 100%) kan toenemen. Temeer daar de temperatuur in de doekenfilterinstallatie tussen de 120 ºC en 210 ºC wordt geregeld. Statische elektriciteit & stofexplosiegevaar 19.) Uit de CE-risicoanalyse conform de “EU Machinery Directive CE/2006/43” van Lab S.A. (zie onderdeel 1 “activated carbon”) kan worden opgemerkt dat ATEX-classificatie van de filterinstallatie van toepassing is. 20.) Actief kool met een deeltjesgrootte van 20 micrometer wordt middels pneumatisch transport van de actief kool silo naar de doekenfilterinstallatie getransporteerd. Hierbij kan statische elektriciteit ontstaan die de kans op een stofexplosie verhoogt. Dit kan worden voorkomen door een goede aarding van de betreffende componenten. 21.) Uit dezelfde CE-risicoanalyse (zie onderdeel 1.5.2 “static electricity”) is op te maken dat de (ca. 15 meter lange) pneumatische transportleiding is geaard. 22.) Uit de uitgevoerde “ATEX studie – ATEX Classification for activated carbon storage, closing and injection system, LAB S.A. Lyon” d.d. 22 maart 2011, is op te maken dat in de silo explosieve omstandigheden zullen heersen (Zone 20). Essentieel is derhalve dat de temperatuur in de silo beneden de zelfontstekingstempertuur wordt gehouden. Voor
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
3/15
een 75 m3 silo gevuld met actief kool Norit GL 50, dient de tempertuur beneden de 112 ºC te worden gehouden om zelfontsteking te voorkomen (zie figuur 1 ”Auto-ignition Norit GL 50” in Document “Recommendations regarding the handling of Norit GL 50 in Flue Gas Clean up Systems). De temperatuur in de silo wordt beneden de 80 ºC gehouden door middel van stikstoftoevoer. Smoren van een (beginnende) brand (zonder inertisering) 23.) De doekenfilterinstallatie kan worden ingeblokt (afgesloten) om in geval van brand lucht/zuurstoftoevoer te af te sluiten. Het doekenfilter is voorzien van twee kleppen om het doekenfilter af te sluiten, één aan de ingangszijde en één aan de uitgangszijde. De KKS-coderingen zijn R1HTA10AA051 (ingangszijde) en R1HTA15AA051 (uitgangszijde). 24.) Voorgaande is relevant om te kunnen beoordelen of een beginnende brand in de doekenfilterinstallatie kan worden gesmoord door middel van het wegnemen van zuurstof. Inertisering met stikstof 25.) Elk van de compartimenten in de doekenfilterinstallatie heeft een inhoud (lengte x breedte x hoogte) van 1,5 x 1,5 x 8 m3; Oftewel elk doekfiltercompartiment heeft een volume van 18 m3. Voornoemde afmetingen zijn door Omrin opgegeven. 26.) De aangesloten stikstofvoorraad bedraagt 4 x 50 liter, in 200 bar gasflessen. Hierdoor is circa 40 m3 stikstof met een druk van 1 atmosfeer direct voorhanden om mee te inertiseren. Met andere woorden met de direct in te zetten hoeveelheid stikstof zijn ten hoogste twee filtercompartimenten te inertiseren. De voorradige hoeveelheid stikstof is te gering om drie compartimenten te inertiseren in geval branddoorslag vanuit één compartiment naar twee naastgelegen compartimenten plaatsvindt. 27.) De vier stikstofflessen zijn tevens aangesloten ter inertisering van de 20 ton actief kool in de 75 m3 opslagsilo. De voorradige hoeveelheid stikstof is te gering om de gehele 75 m3 silo met stikstof te vullen. Conclusies 1.) Het door Omrin in de REC geïnstalleerde brandpreventie en bestrijdingssysteem voor de doekenfilterinstallatie werkt op basis van temperatuurdetectie, het inblokken van de installatie en stikstofinertisering. Hiermee voldoet de REC aan de eisen die aan de opzet van een dergelijk systeem kunnen worden gesteld. 2.) Ten aanzien van het op het inertiseringssysteem aangesloten stikstofvolume adviseren wij om een volume aan te houden dat zowel in de behoefte voor stikstof-inertisering van drie compartimenten van het doekenfilter, alsook in de behoefte voor de inertisering van de actief kool silo kan voorzien. Dit betreft dan een volume 3 x 18 m3 (54 m3) voor de compartimenten van het doekenfilter en van 75 m3 voor de silo. Totaal is dan tenminste 130 m3 stikstof nodig op atmosferische condities. Dit komt overeen met minimaal 13 flessen stikstof van 50 liter bij een druk van 200 bar. Omrin heeft na het bedrijfsbezoek aangegeven dat men het inertiseringssysteem zal uitbreiden naar 16 stikstofflessen van 50 liter bij 200 bar aangesloten en 16 flessen standby. Hiermee wordt voldaan aan het benodigde volume voor inertisering van de compartimenten van het doekenfilter en de opslagsilo voor het actief kool.
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
4/15
Aanbevelingen 1.) Aanbevolen wordt Omrin te verplichten binnen een afzienbare termijn (bijvoorbeeld één maand) de CO-monitoring in de rookgasreiniging aan te passen, zodat uit de COverschilmeting een beginnende brand gedetecteerd kan worden en via het DCS een alarm wordt gegeven. 2.) Aanbevolen wordt Omrin te verplichten binnen een afzienbare termijn (bijvoorbeeld één maand) de procesregeling dusdanig uit te voeren dat in geval van processtoringen aan de natriumbicarbonaat-injectie ook de actief kool-injectie naar het doekenfilter te wordt gestopt, zodat het actief kool-gehalte in de filterinstallatie niet (tot 100%) kan toenemen.
Datum: 28-03-2011 Handtekening
Ir. R. van Os Haskoning Nederland B.V.
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
5/15
BIJLAGEN A. P&ID – Fabric Filter – part 2/2; B. Printafdrukken Digital Controlling System (DCS); C. Norit Veiligheidsinformatieblad
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
6/15
Bijlage A: P&ID – Fabric Filter – part 2/2
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
7/15
Bijlage B: Printafdrukken Digital Controlling System (DCS)
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
8/15
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
9/15
Bijlage C: Norit Veiligheidsinformatieblad
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
10/15
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
11/15
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
12/15
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
13/15
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
14/15
28 maart 2011
9V8520.05/N0001/Nijm1
15/15
