3.4 Parameters specifiek voor een QRA in Nederland
3.4.6 Gebeurtenissenboom ontvlambare stoffen
Bij het vrijkomen van ontvlambare gassen en vloeistoffen zijn er verschillende vervolgeffecten mogelijk, namelijk een BLEVE en/of vuurbal, fakkel, plasbrand, gaswolkexplosie en wolkbrand (flash fire). Het optreden van deze fenomenen hangt af van de stof, de condities en het scenario. In deze paragraaf zijn de gebeurtenissenbomen voor de verschillende scenario’s gegeven inclusief de vervolgkansen. Voor mijnbouwwerken en gastransportinrichtingen gelden afwijkende vervolgeffecten. Deze worden beschreven in Module C, hoofdstuk 10.
De effecten van de plasbrand die ontstaat ten gevolge van het ontsteken van de ontvlambare wolk worden meegenomen in de berekening voor een wolkbrand, explosie en een BLEVE.
3.4.6.1 Instantane vrijzetting van een ontvlambaar gas
De gebeurtenissenboom voor de instantane vrijzetting van een ontvlambaar gas (zonder uitregenen) is weergegeven in Figuur 3.
9 De flash fractie is de massa die verdampt wanneer het systeem zonder interactie met de omgeving expandeert tot omgevingsdruk
Directe ontsteking
Vertraagde ontsteking
Explosie Explosie en wolkbrand
Wolkbrand Geen effect Instantaan gas onder druk
Vuurbal
Figuur 3 Gebeurtenissenboom voor een instantane vrijzetting van een ontvlambaar gas
De volgende kansen en verdelingen zijn gedefinieerd:
Pdirecte ontsteking de kans op directe ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.6) Pvertraagde ontsteking de kans op vertraagde ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.7)
Fexplosie de fractie gemodelleerd als explosie (zie paragraaf 3.4.6.8)
3.4.6.2 Continue vrijzetting van een ontvlambaar gas
De gebeurtenissenboom voor de continue vrijzetting van een ontvlambaar gas (zonder uitregenen) is weergegeven in
Figuur 4. De volgende kansen en verdelingen zijn gedefinieerd:
Pdirecte ontsteking de kans op directe ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.6) Pvertraagde ontsteking de kans op vertraagde ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.7)
Fexplosie de fractie gemodelleerd als explosie (zie paragraaf 3.4.6.8)
Continue gas onder druk
Directe ontsteking
Vertraagde ontsteking
Fakkel
Explosie Explosie en
wolkbrand
Wolkbrand Geen effect
Figuur 4 Gebeurtenissenboom voor een continue vrijzetting van ontvlambaar gas
Pagina 22 van 58
3.4.6.3 Instantane vrijzetting van een tot vloeistof verdicht ontvlambaar gas
De gebeurtenissenboom voor de instantane vrijzetting van een tot vloeistof verdicht ontvlambaar gas is weergegeven in Figuur 5.Directe ontsteking
Vertraagde ontsteking
Explosie Explosie en wolkbrand (+late plasbrand)
Wolkbrand (+ late plasbrand)
Geen effect Instantaan tot vloeistof verdicht gas
BLEVE(vuurbal) (+ directe plasbrand)
Figuur 5 Gebeurtenissenboom voor een instantane vrijzetting van een tot vloeistof verdicht ontvlambaar gas
De volgende kansen en verdelingen zijn gedefinieerd:
Pdirecte ontsteking de kans op directe ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.6) Pvertraagde ontsteking de kans op vertraagde ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.7)
Fexplosie de fractie gemodelleerd als explosie (zie paragraaf 3.4.6.8)
Voor de BLEVE worden in de risicoberekening alleen de effecten van de vuurbal meegenomen.
Wanneer een gedeelte van de wolk uitregent, vormt zich een vloeistofplas.
Naast de genoemde effecten in de gebeurtenissenboom ontstaat dan ook een plasbrand. De effecten van de plasbrand worden opgeteld bij de genoemde effecten.
3.4.6.4 Continue vrijzetting van een tot vloeistof verdicht ontvlambaar gas
De gebeurtenissenboom voor de continue vrijzetting van een tot vloeistof verdicht ontvlambaar gas is weergegeven in Figuur 6.Continu tot vloeistof verdicht gas
Directe ontsteking
Vertraagde ontsteking
Fakkel + (directe) plasbrand Explosie Explosie en wolkbrand
+ (late) plasbrand
Wolkbrand + (late) plasbrand Geen effect
Figuur 6 Gebeurtenissenboom voor een comtinue vrijzetting van een tot vloeistof verdicht ontvlambaar gas
De volgende kansen en verdelingen zijn gedefinieerd:
Pdirecte ontsteking de kans op directe ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.6) Pvertraagde ontsteking de kans op vertraagde ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.7)
Fexplosie de fractie gemodelleerd als explosie (zie paragraaf 3.4.6.8)
Wanneer een gedeelte van de wolk uitregent vormt zich een vloeistofplas. Naast de genoemde effecten in de gebeurtenissenboom ontstaat dan ook een
plasbrand. De effecten van de plasbrand worden opgeteld bij de genoemde effecten.
3.4.6.5 Vrijzetting van een ontvlambaar vloeistof
De gebeurtenissenboom voor de vrijzetting van een ontvlambare vloeistof is weergegeven in Figuur 7. De volgende kansen en verdelingen zijn gedefinieerd:
Pdirecte ontsteking de kans op directe ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.6) Pvertraagde ontsteking de kans op vertraagde ontsteking (zie paragraaf 3.4.6.7)
Fexplosie de fractie gemodelleerd als explosie (zie paragraaf 3.4.6.8)
Vloeistof
Directe ontsteking
Vertraagde ontsteking
Plasbrand (+ fakkel/
BLEVE) Explosie Explosie en wolkbrand
+ (late) plasbrand
Wolkbrand + (late) plasbrand
Geen effect
Figuur 7 Gebeurtenissenboom voor een vrijzetting van een ontvlambare vloeistof
Bij vertraagde ontsteking ontstaat, naast een wolkbrand en een explosie, ook een plasbrand. De effecten van de plasbrand worden opgeteld bij de genoemde effecten.
Pagina 24 van 58
Opmerking:
1. Wanneer een ontvlambare vloeistof uitstroomt, kan een gedeelte van de vrijgekomen stof verdampen voordat deze de grond bereikt. Wanneer de fractie die uitregent kleiner is dan één, wordt ook een fakkel (of vuurbal) gemodelleerd. De massa in de fakkel (of vuurbal) is daarbij afhankelijk van de massa die in de dampfase blijft.
3.4.6.6 Kans op directe ontsteking, P
directe ontstekingDe kans op directe ontsteking is afhankelijk van het type installatie (stationaire installatie of transportmiddel), de stofcategorie en de uitstroomhoeveelheid. De waarden voor stationaire installaties zijn gegeven in Tabel 7, de waarden voor transportmiddelen zijn gegeven in Tabel 8. De definitie van de stofcategorie is gegeven in
Tabel 9.
Tabel 7 Kans op directe ontsteking voor stationaire installaties
Stofcategorie Bronterm
Continu Bronterm
Instantaan Kans op directe ontsteking Klasse 0
gemiddelde/ hoge reactiviteit < 10 kg/s 10 – 100 kg/s
lage reactiviteit < 10 kg/s 10 – 100 kg/s
Klasse 1 Alle debieten Alle hoeveelheden 0,065
Klasse 2 Alle debieten Alle hoeveelheden 0,01
Klasse 3, 4 Alle debieten Alle hoeveelheden 0
Tabel 8 Kans op directe ontsteking voor transportmiddelen in een inrichting
Stof-categorie Transportmiddel Scenario Kans op directe ontsteking
Klasse 0 Tankauto Continu 0,1
Tankauto Instantaan 0,4
Ketelwagen Continu 0,1
Ketelwagen Instantaan 0,8
Schepen – gastankers Continu, 180 m3 0,7 Schepen – gastankers Continu, 90 m3 0,5 Schepen – semi
gastankers Continu 0,7
Klasse 1 Tankauto, ketelwagen
Schepen Continu, instantaan 0,065
Klasse 2 Tankauto, ketelwagen
schepen Continu, instantaan 0,01
Klasse 3, 4 Tankauto, ketelwagen
schepen Continu, instantaan 0
Tabel 9 Classificatie ontvlambare stoffen Klasse Grenzen
Klasse 0 Stoffen met een vlampunt lager dan 0 °C en een beginkookpunt gelijk aan of lager dan 35 °C.
Klasse 1 Vloeistoffen met een vlampunt lager dan 23 °C, en een beginkookpunt hoger dan 35 °C
Klasse 2 Vloeistoffen met een vlampunt hoger dan 23 °C en ten hoogste 55 °C.
Klasse 3 Vloeistoffen met een vlampunt hoger dan 55 °C en ten hoogste 100 °C.
Klasse 4 Vloeistoffen met een vlampunt hoger dan 100 °C.
Opmerkingen:
1. Voor de scenario’s van de verlading worden de ontstekingskansen uit Tabel 7 aangehouden.
2. Indien de procestemperatuur van klasse 2, klasse 3 en klasse 4 stoffen hoger is dan het vlampunt dient gerekend te worden met de directe ontstekingskans voor klasse 1 stoffen.
3. Onder de reactiviteit van een stof wordt verstaan de gevoeligheid voor vlamversnelling [2]. Deze wordt bepaald op basis van gegevens zoals de grootte van het explosiegebied, minimum ontstekingsenergie,
zelfontbrandingstemperatuur, experimentele gegevens en ervaringen in praktijksituaties. Standaard moet gerekend worden met de
ontstekingskans voor gemiddelde/hoge reactiviteit. Alleen wanneer aangetoond is dat de reactiviteit van de stof laag is, wordt gerekend met de ontstekingskansen voor lage reactiviteit. De klasse 0 stoffen met een lage reactiviteit zijn gegeven in Tabel 10. Giftige, ontvlambare stoffen met een lage reactiviteit, zoals ammoniak, worden doorgerekend als puur giftig (zie paragraaf 3.4.6.9).
Tabel 10 Klasse 0 stoffen met een lage reactiviteit. De stoffen aangegeven met een * zijn ook giftig en dienen als alleen giftig doorgerekend te worden.
Stof CAS nr.
Methaan 74-82-8
Methylchloride 74-87-3 Ethylchloride 75-00-3
Ammoniak* 7664-41-7
Koolmonoxide* 630-08-0
3.4.6.7 Kans op vertraagde ontsteking, P
vertraagde ontstekingDe kans op vertraagde ontsteking hangt af van het eindpunt van de berekening.
In de berekening van het plaatsgebonden risico wordt alleen gerekend met ontstekingsbronnen op het terrein van de inrichting. Ontstekingsbronnen buiten de terreingrens worden genegeerd: aangenomen wordt dat, wanneer de wolk
Pagina 26 van 58
niet ontsteekt op het terrein van de inrichting én een ontvlambare wolk ontstaat buiten de inrichting, ontsteking altijd optreedt bij de grootste wolkomvang. In de berekening van het groepsrisico wordt gerekend met alle aanwezige
ontstekingsbronnen, inclusief de ingevoerde populatie. Voor het groepsrisico is het dus mogelijk dat, bij afwezigheid van ontstekingsbronnen, een ontvlambare wolk niet ontsteekt (zie Tabel 11 voor de situatie dat er geen
ontstekingsbronnen aanwezig zijn op het terrein van de inrichting).
Om te bepalen of een ontstekingsbron tot het terrein van de inrichting behoort en of een wolk de terreingrens passeert, moet de terreingrens (‘Plant boundary’) zijn ingevoerd. Hiervoor gelden de volgende richtlijnen:
− Alle scenario’s moeten binnen de terreingrens liggen. Dit geldt in het bijzonder ook voor verladingscenario’s aan de rand van de inrichting.
− Wanneer een inrichting uit meerdere, van elkaar gescheiden terreinen bestaat, dient voor elk terrein aparte rijen te worden aangemaakt met de scenario’s die gelegen zijn op dat terrein.
Tabel 11 Kans op vertraagde ontsteking voor de berekening van het PR en GR als er geen ontstekingsbronnen binnen de terreingrens zijn
Stofcategorie Kans op vertraagde ontsteking bij grootste wolkomvang, PR10
Kans op vertraagde ontsteking, GR Klasse 0 1 – Pdirecte ontsteking Op basis van
ontstekingsbronnen Klasse 1 1 – Pdirecte ontsteking Op basis van
ontstekingsbronnen
Klasse 2 0 0
Klasse 3 0 0
Klasse 4 0 0
3.4.6.8 Fractie explosie
Na de ontsteking van een vrije gaswolk, treedt een voorval op met kenmerken van zowel een wolkbrand als een explosie. Dit wordt gemodelleerd als twee afzonderlijke gebeurtenissen, namelijk als een zuivere wolkbrand (zonder overdruk/explosie) en een wolkbrand die gepaard gaat met een
gaswolkexplosie. De fractie die gemodelleerd wordt als een wolkbrand met gaswolkexplosie, Fexplosie, is gelijk aan 0,4.
3.4.6.9 Stoffen die zowel giftig als ontvlambaar zijn
Er zijn stoffen geclassificeerd als zowel giftig als ontvlambaar (zie paragraaf Classificatie van stoffen3.5.1).
Stoffen met een lage reactiviteit worden gemodelleerd als een zuiver giftige stof.
Dit betreft allylchloride (CAS nr 107-05-1), ammoniak (CAS nr 7664-41-7), epichloorhydrine (CAS nr 106-89-8), koolmonoxide (CAS nr 630-08-0) en tetra-ethyllood (CAS nr 78-00-2).
Stoffen met een gemiddelde of hoge reactiviteit worden gemodelleerd met twee onafhankelijke gebeurtenissen, namelijk een zuiver ontvlambare en een zuiver giftige. Voorbeelden zijn acroleïne (CAS nr 02-8), acrylnitril (CAS nr
107-10 Wanneer de LFL contour buiten de terreingrens komt
13-1), allylalcohol (CAS nr 107-18-6), cyaanwaterstof (CAS nr 74-90-8) en ethyleenoxide (CAS nr 75-21-8). De verdeling tussen ontvlambaar en giftig wordt bepaald door de kans van directe ontsteking, Pdirecte ontsteking. Een LOC met frequentie f wordt verdeeld in twee aparte gebeurtenissen:
− een zuiver ontvlambare gebeurtenis na directe ontsteking met frequentie Pdirecte ontsteking × f;
− een zuiver giftige gebeurtenis met frequentie (1 − Pdirecte ontsteking) × f.
De kansen op directe ontsteking, Pdirecte ontsteking, zijn gegeven in paragraaf 3.4.6.6.
Opmerking:
1. Giftige effecten na ontsteking van de ontvlambare wolk worden niet meegenomen. Aangenomen wordt dat de pluim in dat geval zal opstijgen en op leefniveau geen letale giftige effecten meer veroorzaakt.