23
Pożary/wybuchy (zdarzenia i incydenty) w technologii spalania biomasy – na przykładzie doświadczeń ENGIE Energia Polska S.A. Bełchatów, październik 2016 Stanisław Nowak Elektrownia w Połańcu

Pożary/wybuchy w technologii spalania biomasy · budowa i eksploatacja kotła fluidalnego opalanego ... Pożar w budynku rębaka Kamień i odłożona biomasa w gardzieli rębaka

Embed Size (px)

Citation preview

Pożary/wybuchy (zdarzenia i incydenty)

w technologii spalania biomasy

– na przykładzie doświadczeń

ENGIE Energia Polska S.A.

Bełchatów, październik 2016 Stanisław Nowak

Elektrownia w Połańcu

ZIELONY PROGRAM Skala wyzwań

2

ZIELONY PROGRAMTrudny początek

3

Wdrożenie współspalania biomasy w

kotłach węglowych to gwałtowny wzrost

zagrożenia pożarowego i wybuchowego

na instalacjach.

Potrzebne były szybkie i skuteczne

działania, tj.:

spełnienie wymogów formalno - prawnych

weryfikacja i poprawa procedur

zmiany w układach technologicznych

modyfikacja algorytmów automatyki

i zabezpieczeń funkcjonalnych,

zmiana sposobu eksploatacji urządzeń

doposażenie systemu detekcji i gaszenia

pożaru oraz systemy ochronne,

dążące do ograniczenie stref Ex

i eliminowania źródeł zapłonu

wprowadzenie rygorystycznych zmian

w organizacji prac remontowych

i niebezpiecznych pożarowo

ZIELONY PROGRAM Inwestycje w bezpieczeństwo procesowe

4

Tragiczne wydarzenia w Elektrowni „Dolna Odra”

dodatkowym impulsem w polityce firmy, ukierunkowanej

na zminimalizowanie ryzyka pożarowego i wybuchowego.

ZIELONY PROGRAM Doskonalenie technologii i organizacji

5

Nowe inwestycje:

rozbudowa

wewnątrzzakładowego

systemu transportu biomasy

budowa i eksploatacja kotła

fluidalnego opalanego

wyłącznie biomasą

Monitorowanie poziomu

bezpieczeństwa:

Audyty zewnętrzne

Oficer ATEX

Zespół ds. koordynacji

działań w zakresie ochrony

ppoż. i przeciwwybuchowej

POŻARY I WYBUCHY NA INSTALACJI MŁYNOWEJWybuch w młynie węglowym 8MW2 – 2010r.

6

Młyn po wybuchu

Wyrwany właz w podajniku nad rura

zsypową paliwa do MW

Podstawowe przyczyny

i okoliczności tego typu

zdarzeń:

parametry zapalności

wybuchowości biomasy

źródła zapłonu w MW

rozwarstwienie paliwa

w transporcie do MW

odkładanie biomasy

w strefach ‚martwych” MW

brak systemu ochronnego

Widok jarzma MW po wybuchu

POŻARY I WYBUCHY NA INSTALACJI MŁYNOWEJ Wybuch w pyłoprzewodach - rejon skrzyń palnikowych 1ZM4 – 2009r.

7

Młyn po wybuchu

Skrzynia palnikowa od wewnątrz

- skutki wybuchu

Wprowadzone środki zaradcze:

zmiana algorytmów sekwencji

załączenia i wyłączenia ZM

zautomatyzowanie

i włączenie do systemu

zabezpieczeń funkcjonalnych

instalacji parowej

przestrojenie algorytmów

ochrony MW w trybie pracy

z biomasą

zautomatyzowanie niektórych

operacji obsługowych

zabudowa dodatkowego

opomiarowania i systemu

ochronnego

Przyczyny i okoliczności tego

typu zdarzeń:

Na pracującym kotle, jak

też podczas jego postoju

Nie wyjechany do czysta

MW po wyłączeniu

Zarzewia pożaru w MW

Wybuch w momencie

załączenia wentylatora

młynowego

brak systemu ochronnego

OCHRONA INSTALACJI MŁYNOWEJSystem tłumienia i izolacji wybuchu – od 2011r.

8

Podstawowe elementy systemu

ochronnego FIKE/CORONA to:

a) centrala sterująca układami tłumienia i

odprzęgania wybuchów

b) detektory; po jednym w komorze

mielenia i komorze pirytowej

c) zestaw butli HRD:

jedna butla HRD na kanale

gorącego powietrza do młyna

jedna butla HRD na komorze

pirytowej

dwie butle HRD na komorze

mielenia,

jedna butla HRD na odsiewaczu

d) zestaw butli SRD:

jedna butla SRD na rurze

zsypowej,

dwie butle SRD na

pyłoprzewodach (po jednej

na każdym).

Widok na instalacje młynową z systemami ochronnymi

Bariera ogniowa w podajniku paliwa

POŻAR PRZENOŚNIKA WĘGLA I BIOMASYPożar na przenośniku taśmowym T55 (krytyczny w galerii skośnej nawęglania) – 2007r.

9

Uszkodzone łożysko rolki Miejsce inicjacji pożaru –

szczyt galerii skośnej

Widok po zakończeniu akcji gaśniczej

Przyczyny i okoliczności

zdarzenia:

uszkodzenie krążnika

warstwy nagromadzonego

pyłu biomasy

brak obchodu kontrolnego –

pora nocna

brak systemu detekcji w

rejonie źródła pożaru

obraz z kamery alarmem

dla operatora

Detekcja wszystkich łożysk

rolek czujką DTS

Widok galerii skośnej dziś

POŻARY W GALERII PRZYKOTŁOWEJWybuch w młynie 1MW3 / zasobniku 1Z3 - pożar w galerii nawęglania – 2009r.

10

Przyczyny i okoliczności zdarzenia:

przedmuch gorącego powietrza

z 1MW3 i wybuch paliwa

w zasobniku 1Z3

lub

propagacja wybuchu z 1MW3

do 1Z3

niski stan paliwa w zasobniku -

brak procedury przy wyjeżdżaniu

paliwa z zasobnika

brak bariery ogniowej w podajniku

paliwa

Obrazy instalacji elektrycznej

po zakończeniu akcji gaśniczej

Charakterystyka zdarzenia

podobna do tego z Elektrowni

„Dolna Odra” Świetlik w stropie nad 1Z3

zadziałał jak klapa eksplozyjna

Konstrukcja podajnika poddana wysokiej

temperaturze

POŻARY W GALERII PRZYKOTŁOWEJZatlenie paliwa na poziomie dolnym galerii przykotłowej – 2010r.

11

Miejsce prowadzenia prac spawalniczych Miejsce

zatlenia

się

biomasy

Przyczyny i okoliczności zdarzenia:

nieprawidłowe przygotowanie

miejsce do pracy niebezpiecznej

pożarowo

odłożony materiał palny w

trudno dostępnym miejscu

brak prawidłowego

zabezpieczenia prac

niebezpiecznych przez

Wykonawcę

Respektowana procedura

kontrolna miejsc po pracach

niebezpiecznych pożarowo

uchroniła przed dużymi stratami

POŻARY PRZENOŚNIKÓW TAŚMOWYCH BIOMASYPożary przenośników 1-190 (2009r.) i 1-157 (2010r.)

12

Praca taśmy 1-190 na wyboczeniu

Przyczyny i okoliczności zdarzeń:

uszkodzenie łożyska (1-190)

blokowanie i wyboczenie taśmy przez

element próbopobieraka (1-157)

tarcie taśmy o osłonę przekładni

pasowej i jej uszkodzenie (1-157)

niesprawne, nieprawidłowo

zamontowane czujniki wyboczenia

taśmy -(1-190)

Wspólne dla obu zdarzeń:

niewłaściwa konserwacja urządzeń

warstwy pyłu biomasy w miejscu tarcia

mechanicznego

brak systemu detekcji w rejonie źródła

pożaru

odległy i trudno dostępny rejon

instalacji

Uszkodzone łożysko bębna

nawrotnego przenośnika 1-157

- miejsce inicjacji pożaru

Uszkodzona osłona przekładni pasowej

próbopobieraka - miejsce inicjacji pożaru

POŻAR INSTALACJI BIOMASA II – 2012r.Pożar w zbiorniku magazynowym z pelletem słonecznika

13

Przyczyny i okoliczności zdarzenia:

samozapłon w głębi

zmagazynowanej masy paliwa,

nad zsypem na przenośnik

rozładunkowy

długi czas składowania, mała

retencja paliwa w magazynie

brak wystarczającego

doświadczenia w eksploatacji

zbiorników z biomasą

nieprecyzyjne procedury

i instrukcje

spóźniona reakcja obsługi na

wzrost stężenia CO w zbiorniku

Akcja rozładunku zbiornika i dogaszania biomasy

Centralna część zbiornika – prawdopodobny

rejon zapłonu paliwa

Filtrowentylator z czujnikami CO i CH4

na dachu zbiornika

POŻAR INSTALACJI BIOMASA II – 2012r.Transfer ognia ze zbiornika przenośnikami: taśmowymi i kieszeniowym

14

Skutki transportu rozżarzonej biomasy ze zbiornika -popalone taśmy przenośników

…. także taśmy przenośnika kieszeniowego

c.d. konsekwencji pożaru

w zbiorniku:

brak skutecznego systemu

detekcji pożaru - kabel

termoczuły na zewnątrz

przenośników

spóźnione wyłączenie

urządzeń transportowych

systemy gaszenia

uruchomione ręcznie po

kontroli na miejscu

nieprecyzyjne procedury

dla tego rodzaju zdarzeń

POŻAR INSTALACJI BIOMASA II – 2012r.Pożar odpylni nr3

15

c.d. konsekwencji pożaru

w zbiorniku:

system zabezpieczeń technologicznych

nie uwzględniał awaryjnego wyłączenia

przynależnej odpylni

Obsługa nie wyłączyła ręcznie systemu

odpylania i nie zamknęła przepustnic na

odciągach

Zarzewia pożaru wciągnięte do wnętrza

odpylni – pożar niewidoczny na zewnątrz

Jedyny element detekcji w filtrze

odpylni, czujka temperatury działa

z opóźnieniem

brak planu działania awaryjnego dla

scenariusza pożaru biomasy

w zbiornikachWidok na filtr odpylni - otwarta część „czysta”

Spalone worki filtracyjne

Wysyp ze zbiornika na przenośnik

taśmowy z systemem odpylania oraz

systemem detekcji i gaszenia iskier

POŻAR W INSTALACJI RĘBAKA 2 – 2014r.Pożar w gardzieli rębaka

16

Przyczyny i okoliczności

zdarzenia:

iskry z kamienia i odłożona

biomasa przyczyna zatlenia

rozwój pożaru niewykryty

przez system detekcji pożaru

(system tryskaczowy)

Jednym z wniosków

poawaryjnych - konieczność

doposażenia instalacji

w bardziej skuteczny system

detekcji pożaru

Pożar w budynku rębaka

Kamień i odłożona biomasa w

gardzieli rębaka - przyczyna pożaru

Czujka

temperatury w

przenośniku

zgrzebłowym na

odbiorze biomasy

z rębaka nie

zadziałała

Instalacja

tryskaczowa

nie zadziałała

POŻAR W INSTALACJI RĘBAKA 2 – 2014r.Pożar w odpylni nr2

17

c.d. konsekwencji pożaru w rębaku:

brak alarmu z systemu gaszenia nie

wyłączył awaryjnie instalacji

transportowej i przynależnej odpylni

Obsługa po ugaszeniu pożaru w

rębaku nie skontrolowała dokładnie

urządzeń transportowych i odpylni

Rozgrzane cząstki biomasy o temp.

poniżej 300°C wciągnięte do wnętrza

odpylni – rozwój pożaru w odpylni

dopiero po kilku godzinach

przywróconej do pracy instalacji

System detekcji pożaru oparty na

czujkach temperatury i kablu

sensorycznym nieskuteczny

Czujka temperaturowa w

przenośniku zgrzebłowym

Widok na odpylnię

Spalone worki filtracyjne odpylni

POŻARY PRZENOŚNIKÓW KUBEŁKOWYCHWybuch i pożar przenośnika do transportu biomasy agro – 2010r.

18

Przyczyny i okoliczności zdarzeń:

zły stan techniczny urządzenia

nieprawidłowa polityka remontowa

uszkodzenie górnego łożyska

przenośnika

wyboczenie taśmy z kubełkami

i tarcie o obudowę

brak czujników wyboczenia taśmy

w górnej części przenośnika

brak reakcji obsługi na nietypową

pracę urządzenia

brak systemu detekcji iskier w

przesypie na przenośnik taśmowy

utrudniony dostęp do kontroli

i konserwacji łożysk

Uszkodzone łożysko na

szczycie przenośnika

Wyboczona taśma z kubełkami i

efekt tarcia o obudowę

Widok z góry na przesyp z

przenośnika kubełkowego na

przenośnik taśmowy – odrzucone

osłony na wskutek wybuchu

POŻARY PRZENOŚNIKÓW KUBEŁKOWYCHPożar przenośnika kieszeniowego PT10 – Instalacja Biomasa II – 2016r.

19

Przyczyny i okoliczności zdarzenia:

zapłon biomasy (pellet

słonecznika) na poziomym

odcinku taśmy PT10 po

zakończonej operacji rozładunku

dostawy

przyczyna zapłonu nieustalona

pora nocna, rozwój pożaru

niezauważony przez obsługę

system detekcji pożaru kablem

termoczułym nieskuteczny

aktywacji butli HRD na węźle

przesypowym alarmem dla

obsługi

Obsługa wyłącza odpylnię

„oszczędności” na realizacji

wniosków po pożarze instalacji

w 2012 r. skutkują znacznymi

stratami materialnymi

Miejsce zarzewia pożaru

Spalona taśma PT10 System detekcji i gaszenia iskier

ratuje odpylnię przed spaleniem.

Szczyt przenośnika PT10 w budynku

przesiewania i kruszenia

OCHRONA PPOŻ. I PRZECIWWYBUCHOWA Organizacja w Elektrowni Połaniec

20

Instrukcja ochrony przeciwpożarowej, a w niej m.in.:

Zespół ds. koordynacji działań w zakresie ochrony przeciwpożarowej – zakres pracy

Wykaz urządzeń przeciwpożarowych zainstalowanych w Elektrowni, terminy i zakres

przeglądów, prób, kontroli oraz sposób ich dokumentowania

Dokument Zabezpieczenia Przed Wybuchem

Procedura i wzór formularza Zezwolenia na wykonywanie prac niebezpiecznych

pożarowo

Szczegółowe plany scenariuszy na wypadek pożaru/wybuchu

Szkolenia i treningi

Oficer ATEX

JRG na terenie zakładu

Serwis usług porządkowych

PLANY DZIAŁANIA W SYTUACJI AWARYJNEJPrzykład dla zdarzenia: Pożar/Wybuch dla danego węzła technologicznego

21

Zwięzłe – 2 stronicowe

Na stanowisku pracy w danej instalacji

Weryfikowane w cyklicznych ćwiczeniach i aktualizowane

PODSUMOWANIE

22

Nigdy nie należy rezygnować ze stałego doskonalenia swoich działań związanych

z minimalizacją ryzyka i podnoszenia standardów bezpieczeństwa pożarowo - wybuchowego.

Doskonaląc technologie związane ze spalaniem biomasy, należy pamiętać że postawienie

pytania: „Kiedy wystąpi pożar na układach technologicznych biomasy?” jest bardziej

realistyczne niż to: „Czy pożar lub wybuch jest nieunikniony?”

Ważna jest dbałość firmy o odpowiedni poziom wiedzy i kultury nie tylko swoich pracowników,

lecz także kontraktorów zewnętrznych, wykonujących na jej rzecz różnorakie usługi.

Warto szeroko korzystać z doświadczeń i dobrych praktyk innych.

Podane w prezentacji fakty mogą być inspiracją przy projektowaniu i eksploatacji instalacji

dedykowanych dla paliw alternatywnych.

Prowadzona w taki sposób działalność będzie ewoluować, dlatego poziom

bezpieczeństwa powinien być ciągle weryfikowany.

Dziękuję za uwagę