Voorzien van een opvangvoorziening voor vrijgesteld LNG
Beschrijving
Een opvangvoorziening is een vorm van secundaire omhulling van het LNG (na dubbelwandige tank als primaire omhulling). Een omhulling heeft vloeistofretentie tot doel.
Een opvangvoorziening kan als een traditionele inkuiping ofwel als een afhellende (isolerende) ondergrond met opstaande randen en open afvoergoten en een meer afgelegen opvangzone worden uitgevoerd.
Opvangvoorziening rondom de opslagtank en –onderdelen
“De opvangvoorziening kan worden gerealiseerd als een klassieke inkuiping waarbij de nodige aandacht besteed dient te worden aan het draineren van lekvloeistoffen in een richting weg van de opslagtank (zie Figuur 28). De hoogte van de kuipmuren dienen verder beperkt te blijven om de kans op het optreden van een gaswolkexplosie door inklemming van een gevormde brandbare wolk te beperken en de brandbestrijding niet te bemoeilijken. De inkuiping dient voorzien te zijn van een systeem waarmee het hemelwater verwijderd wordt uit de inkuiping zonder dat het ontvlambare gas in vloeibare vorm zich kan verspreiden buiten de inkuiping. In combinatie met een LCNG-verdeelinstallatie moet de plaatsing van de CNG-buffer zodanig zijn dat deze niet in contact kan komen met cryogene lekvloeistoffen.” (M-Tech, 2017)
Figuur 28: Schematische voorstelling van een inkuiping waarin lekvloeistoffen kunnen aflopen in een richting weg van de opslagtank (M-Tech, 2017).
De definitie van een inkuiping volgens VLAREM II, artikel 1.1.2 is: “een kuipvormige uitgevoerde vloeistofdichte constructie uit niet-brandbare materialen, die in staat is om de lekvloeistof te weerhouden;…”
De inkuiping hoeft niet noodzakelijk gebouwd te zijn met cryogeen beton[53]. Niet-cryogeen beton is eveneens in staat om LNG in de inkuiping te houden. Niet-cryogeen beton kan na contact met vrijgesteld LNG wel zijn gebarsten en een herstelling vereisen.
ISO 16924 geeft onder titel 6.1.2 (“Buildings & civil works”) algemene instructies m.b.t. het ontwerp en de bouw, die eveneens relevant zijn voor de bouw van een inkuiping.
ISO 16924 stelt in 8.1.2.2.1 voorts dat de onderdelen van een LNG-installatie of -samenbouw die LNG bevatten ofwel binnen de inkuiping worden geplaatst, ofwel op een plaats zodat vrijkomend LNG veilig kan afvloeien naar een inkuiping. Alinea 8.1.2.2.2 stelt dat het niet noodzakelijk is om een inkuiping (opvangvoorziening) te voorzien rond een LNG-opslagtank en bijhorende installaties indien kan worden aangetoond dat de gevolgen van LNG-vrijzettingen veilig kunnen worden beheerst zonder gebruik te maken van een inkuiping (opvangvoorziening). ISO 16924 bevat nog aanvullende aanbevelingen voor een milieuvriendelijke en veilige opvang van LNG.
De Belgische norm NBN 13645 stelt in §6.13 voorts dat wanneer een lek van een ontvlambare vloeistof een mogelijk faalscenario is, wat bij LNG-tanks en LNG-voerende installatieonderdelen het geval is, dat lekken beperkt moeten worden door ‘indijking’. Een voorbeeld van een indijking is een betonnen inkuiping.
Opvangvoorziening buitenom de opslagtank en –onderdelen
“Indien er voldoende ruimte beschikbaar is, kan de opvangvoorziening ter hoogte van de opslagtank gerealiseerd worden als een afhellende (isolerende) ondergrond met opstaande randen en open afvoergoten waarmee het accidenteel vrijgezette LNG wordt weggeleid naar een meer afgelegen opvangzone, dit om het risico op een brand onder de opslagtank en een thermisch geïnduceerde BLEVE van de tank te beperken. Bij het ontwerp van de opvangvoorziening dient verder maximaal ingezet te worden op het beperken van de plasoppervlakte en -verdamping. In geval van een gecombineerde LNG/CNG-verdeelinstallatie dienen de CNG-componenten die niet bestand zijn tegen de cryogene temperaturen (bv. CNG-buffer) oordeelkundig geplaatst te worden opdat deze niet in contact kunnen komen met accidenteel vrijgezet LNG” (M-Tech, 2017).
Figuur 29: Schematische voorstelling van een mogelijke opvangvoorziening met afvoer van lekvloeistoffen naar een afgelegen opvangput, in boven- en zijaanzicht (M-Tech, 2017)
Toepasbaarheid
Een opvangvoorziening is technisch gezien altijd toepasbaar. Een opvangvoorziening vereist doorgaans een grotere beschikbare ruimte dan een inkuiping.
Voordeel voor milieu/veiligheidsniveau
Een opvangvoorziening is een vorm van secundaire[54] omhulling. Het is kortom een schadebeperkende maatregel om de gevolgen van een LNG-vrijzetting veilig te kunnen beheersen. Een inkuiping is de meest courant toegepaste opvangvoorziening in Vlaanderen. Daarom wordt de focus hierop gelegd onder deze titel. Een inkuiping draagt ertoe bij dat de verdamping van het vrijgezette vloeibaar LNG op gecontroleerde wijze kan gebeuren, zonder dat de LNG-plas met gevoelige installatieonderdelen of mensen in contact komt. Bij het vrijkomen van LNG uit de primaire omhulling (bv. de opslagtank) in vloeibare toestand, kan een inkuiping de effectafstand verminderen. Dit is voordelig bij de uitvoering van het noodplan na een calamiteit.
Hoe relevant het veiligheidsverhogend effect van een inkuiping is, is in belangrijke mate afhankelijk van de waarschijnlijkheid van ongevalscenario’s die aanleiding geven tot de vorming van een LNG-plas. Volgende aspecten hebben een invloed op de grootte van de plas die zich kan vormen bij een vrijzetting van LNG:
- De omvang van de vrijzetting (catastrofale breuk: grote kans op vorming van omvangrijke plassen <-> klein lek: verwaarloosbare kans op omvangrijke plassen)
- De temperatuur van het LNG bij vrijzetting (-160°C: grote kans op vorming van omvangrijke plas <-> -120°C: kleine kans op omvangrijke plas)
- De wijze van de vrijzetting (verticale emissie naar beneden, emissie op grondniveau, lek rechtstreeks op tank: grotere kans op plasvorming <-> horizontale emissie op hoogte na breuk van leiding met zekere lengte: kleinere kans op plasvorming)
In de studie van M-Tech (M-Tech, 2017) werd aangetoond dat de invloed van een inkuiping op het plaatsgebonden mensrisiconiveau van 10-5/j en 10-6/j eerder beperkt is, omdat de ongevalscenario’s waarbij plasvorming te verwachten is (leidingbreuk en catastrofaal begeven) te lage faalfrequenties hebben om op deze niveaus van het plaatsgebonden mensrisico een rol te gaan spelen. Op het niveau van 10-7/j heeft de plaatsing van een inkuiping voor bepaalde installaties (installaties met saturation on the fly) wel een positieve impact op de risicocontour.
Uit de studie blijkt verder dat de inkuiping wel een belangrijke invloed kan hebben op het groepsrisico. Zeker indien de externe omgeving gekenmerkt wordt door een grote populatie in de onmiddellijke omgeving (100 tot 350m) kan het voorzien van een inkuiping belangrijk zijn om het extern mensrisico dat uitgaat van de installatie aanvaardbaar te maken.
Anderzijds kunnen door het plaatsen van een inkuiping bijkomende risico’s worden geïntroduceerd:
- Verstikkingsgevaar voor onderhoudstechniekers:
Onderhoud uitvoeren aan een installatie waarin grote hoeveelheden LNG aanwezig zijn, is altijd een risicovolle operatie. De exploitant dient door het hanteren van een goed veiligheidsbeheerssysteem deze risico’s voor het eigen personeel zo veel als mogelijk te beperken. Als er een LNG-vrijzetting zou optreden tijdens het onderhoud, dan loopt de onderhoudstechnieker steeds een groot risico. Het voorzien van een inkuiping zal het risico voor hem misschien beperkt verhogen, maar kan anderzijds het risico voor derden in de omgeving aanzienlijk verlagen.
- Beperkt zicht op installatie, moeilijkere interventies, verhoogd explosierisico:
Deze problemen worden vooral verwacht bij hoge inkuipingsmuren (2à3 m).
Op bestaande tankstations bestaat de inkuiping uit een muur die ca. 1 meter hoog (oppervlakte ca. 80 m²).
- Risico op BLEVE bij een engulfing fire
Studies van TNO en BAM tonen aan dat dubbelwandige vacuüm-geïsoleerde tank gedurende 2 uur in een brand (bon fire test) kunnen staan zonder gevaar op catastrofaal bezwijken van de tank.
Deze bijkomende risico’s kunnen beperkt worden door goed ontwerp van de inkuiping (beperking van de hoogte van de inkuipingsmuren) en het hanteren van een goed veiligheidsbeheerssysteem. Naar het oordeel van het begeleidingscomité wegen deze nadelen niet op tegen de voordelen.
Door het permanent toezicht, de specifieke interne afstandsregels, het beperkt aantal en de beperkte duurtijd van de handelingen per bunkerlocatie oordeelt het begeleidingscomité dat het veiligheidsverhogend effect bij truck-to-ship verladingen beperkter is dan bij de andere types LNG-afleverinstallaties.
Financiële aspecten
De prijs van een inkuiping is sterk afhankelijk van de situatie ter plaatse (aard en draagkracht van de ondergrond, vorm, hoogte, …). Ter indicatie: de inkuiping van het LCNG-tankstation LNG Drive in Kallo kostte om en bij de 100.000 euro.
[53] Cryogeen beton is beton met een samenstelling die speciaal is gemaakt om tegen blootstelling aan cryogene temperaturen te kunnen.
[54] Ter vergelijking: de dubbele wand van een druktank is een vorm van een primaire omhulling die voornamelijk dient om de tank thermische te kunnen isoleren.
| Milieuvriendelijke techniek | Technische aspecten | Milieuaspecten | BBT | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bewezen | Algemeen toepasbaar | Interne veiligheid | Kwaliteit | Globaal - technisch | Lucht | Energie - elektriciteitsverbruik | Geluid en trillingen | Overige | Globaal - milieu | Externe veiligheid | Economisch | ||
- Legende
- 0Geen/verwaarloosbaar effect
- -/--Negatief of zeer negatief effect
- -Negatief effect
- +/--Positief of zeer negatief effect
- +/-Soms een positief effect, soms een negatief effect
- +/0Positief of geen/verwaarloosbaar effect
- +Positief effect
1 Bij +: In de studie van M-Tech (M-Tech, 2017) werd aangetoond dat de invloed van een inkuiping op het plaatsgebonden mensrisiconiveau van 10-5/j en 10-6/j eerder beperkt is, omdat de ongevalscenarios waarbij plasvorming te verwachten is (leidingbreuk en catastrofaal begeven) te lage faalfrequenties hebben om op deze niveaus van het plaatsgebonden mensrisico een rol te gaan spelen. Op het niveau van 10-7/j heeft de plaatsing van een inkuiping voor bepaalde installaties (installaties met saturation on the fly) wel een positieve impact op de risicocontour. Verder blijkt uit de studie dat de inkuiping wel een belangrijke invloed kan hebben op het groepsrisico. Zeker indien de externe omgeving gekenmerkt wordt door een grote populatie in de onmiddellijke omgeving (100 tot 350m) kan het voorzien van een inkuiping belangrijk zijn om het extern mensrisico dat uitgaat van de installatie aanvaardbaar te maken. Anderzijds kunnen door het plaatsen van een inkuiping bijkomende risico’s worden geïntroduceerd. Naar het oordeel van het begeleidingscomité wegen deze nadelen niet op tegen de voordelen. Bij 0: Door een combinatie van het permanent toezicht, de specifieke interne afstandsregels, het beperkt aantal en de beperkte duurtijd van de handelingen per overslagen volume-eenheid en per bunkerlocatie, oordeelt het begeleidingscomité dat het veiligheidsverhogend effect van een opvangvoorziening bij truck-to-ship verladingen kleiner is dan bij de andere types LNG-afleverinstallaties.
2 De omvang van de kosten voor de opvangvoorziening wegen voor truck-to-ship-verladingen niet op tegen het veiligheidsverhogend effect, dat voor deze installaties beperkt is (zie voetnoot Externe veiligheid Bij 0).
3 Alhoewel het veiligheidsverhogend effect van een opvangvoorziening verschilt van geval tot geval (zie voetnoot externe veiligheid BIj + ), wordt er in deze studie voor geopteerd om het voorzien van een opvangvoorziening voor vrijgekomen LNG als BBT te beschouwen voor alle LNG-afleverinstallaties, met uitzondering van truck-to-ship-verladingen. Dit enerzijds omwille van het voorzorgsprincipe, anderzijds met de bedoeling om een uniform en duidelijk voorwaardenkader voor alle installaties te creëren.