Zabezpieczenia szyte na miarę

Kategoria: Rozpoznawanie zagrożeń

Terminal w Świnoujściu to jedna z największych instalacji regazyfikacyjnych w Europie. Będzie mógł przyjmować 5 mld m3 gazu rocznie, a jeśli zostanie wybudowany trzeci zbiornik – nawet 7,5 mld, czyli prawie połowę rocznego zużycia gazu w Polsce. Ta strategiczna budowla powinna być szczególnie chroniona.

I jest. Zastosowano w niej najnowocześniejsze technologie – mówi Marek Podgórski, autor koncepcji zabezpieczeń przeciwpożarowych terminalu LNG.

Terminal LNG, tzw. gazoport, to zakład dużego ryzyka powstania awarii przemysłowej. O jakiej skali zagrożeń mówimy?

Zagrożenia te generalnie związane są z substancją magazynowaną i wykorzystywaną w terminalu, czyli ze skroplonym gazem ziemnym, inaczej nazywanym LNG. Różni się on od tego, który mamy w kuchenkach gazowych. To prawie czysty metan, ciecz kriogeniczna przechowywana w temperaturze do –167°, więc zagrożenia te są dość nietypowe. LNG nie gasi się wodą, w przeciwnym wypadku może powstać tzw. zjawisko RTP (Rapid Phase Transition), czyli gwałtownej zmiany faz i w konsekwencji wybuchu fizycznego. Działania ratownicze, zmierzające do ograniczenia zagrożenia, sprowadzają się zazwyczaj do kontrolowanego wypalenia gazu, odizolowania zagrożonych części technologicznych lub chłodzenia zagrożonych instalacji. Ich specyfika wynika więc z postępowania z palnymi cieczami kriogenicznymi. Dodatkowo, przy wyciekach gaz początkowo zachowuje się nietypowo – jest cięższy od powietrza, ścieli się po gruncie do czasu, aż się od niego nie ogrzeje – wtedy gwałtownie odparowuje i zaczyna się unosić, tworząc migrującą chmurę. Kiedy dzieje się to na otwartej przestrzeni, zagrożenie nie jest wielkie, ponieważ następuje szybkie jego rozcieńczenie na skutek dyspersji. Staje się groźny, gdy do wycieku dochodzi w instalacjach lub w pomieszczeniach.

Co może zatem wydarzyć się w części technologicznej terminalu?

W terminalu mamy do czynienia z najnowocześniejszymi rozwiązaniami na świecie. Niestety nie wyklucza to powstania zagrożeń wynikających ze stosowanych technologii, choć na pewno je ogranicza. Zacznijmy jednak od początku, czyli rozładunku LNG z gazowca. Żeby gazowiec, a więc statek magazyn o bardzo skomplikowanej budowie, mógł wpłynąć do platformy rozładunkowej (awanportu), muszą panować (nie być przekroczone) określone warunki meteorologiczne, np. odpowiedni wiatr, brak wyładowań atmosferycznych, a także stosowna wysokość fali, mierzona w skali Petersena. Platforma rozładunkowa i statek mają kilka systemów cumowania, a także system szybkich odcumowań na wypadek niebezpieczeństwa. Sam gazowiec musi zostać bardzo precyzyjnie ustawiony przy pirsie, żeby zapewnić bezpieczne warunki rozładunku LNG. Wykorzystuje się do tego holowniki i pomocniczo system nawigacji satelitarnej. Operacja jest więc skomplikowana. Wszelkie uchybienia procedurom mogłyby doprowadzić do powstania nieszczelności instalacji rozładunkowej przy przeładunku czy jej uszkodzenia, to zaś do wycieku gazu do wody i w konsekwencji – wybuchu fizycznego na skutek bardzo dużej różnicy temperatur.

Jeśli gazowiec jest przycumowany zgodnie z wszelkimi zasadami, następuje rozładunek. Z jakimi zagrożeniami mamy do czynienia na tym etapie?

Przede wszystkim z rozszczelnieniami. Po pomyślnym ustawieniu statku zapinane są ramiona rozładunkowe. Mają one konstrukcję z potrójną komorą, która przy ewentualnym rozerwaniu złącza, zabezpiecza przed wylaniem się dużej ilości gazu. Dodatkowo zerwanie ramion powoduje automatyczne zamykanie przewodów odcinających w przewodach i tym samym odcięcie przepływu LNG. Co ciekawe, ramiona mają po dwa przewody produktowe, gdzie płynie LNG, i po dwa przewody oparów powrotnych. To tzw. wahadło gazowe, bo cały system rozładunku między gazowcem a zbiornikami LNG odbywa się z odzyskaniem oparów. Z jednej strony LNG jest tłoczony przez pompy statku do dwóch głównych zbiorników magazynowych, po 160 tys. m3 każdy, a z drugiej – ze zbiornika odbierane są opary, które, mówiąc w uproszczeniu, skraplane zawracają do zbiornika lub są wykorzystywane na odparowanie gazu. Taki rozładunek trwa kilkanaście godzin, asystują przy nim pracownicy terminalu i strażacy. Choć operacja jest dość skomplikowana, obsługuje ją niewiele osób, jest ona zautomatyzowana.

Jak wyglądają zbiorniki LNG, do których zostaje przeładowany gaz ze statku?

Ich zewnętrzny płaszcz jest wykonany z betonu. Środek to kilkadziesiąt centymetrów izolacji termicznej, wykonanej z materiału ceramicznego o bardzo dobrych właściwościach izolacyjnych. Wewnątrz jest też płaszcz metalowy ze specjalnej stali. W sumie ściana zbiornika ma prawie metr grubości. To bardzo solidna konstrukcja. W zbiornikach umieszczone są pompy, które tłoczą ciekły gaz do tzw. odparowywaczy, czyli urządzeń zmieniających postać gazu z ciekłej w gazową. To proces tzw. regazyfikacji, do której wykorzystywane są odparowalniki o różnej wydajności oraz różnej konstrukcji i sposobie ogrzewania – m.in. do tego celu używa się gazu zawracanego w mechanizmie wahadła gazowego. Tu zagrożeniem są rozszczelnienia instalacji na połączeniach czy w samych instalacjach technologicznych. Pamiętajmy jednak, że obiekt jest nowy, instalacje zostały gruntownie przebadane, są pod nadzorem dozoru technicznego. Przy jakiejkolwiek awarii wyciek zostanie wykryty, istnieje możliwość odcinania sekcji, w której zdarzyła się awaria, a chmura z wycieku jest usuwana na zewnątrz za pomocą systemów wydmuchowych.

Zatem podstawą systemów zabezpieczeń przeciwpożarowych jest detekcja?

Część wykrywczo-detekcyjna, połączona z systemem odcinania stref, to jeden z fundamentów ochrony przeciwpożarowej terminalu. Oczywiście nie są to tak proste systemy, jak w budynkach. Ich niezawodność musi być o wiele większa. System wykrywczo-detekcyjny pełni kilka funkcji. Po pierwsze wykrywa wszelkie zjawiska pożarowe, po drugie – stężenia wybuchowe, czyli wyciek gazu, a po trzecie – bardzo niską temperaturę, co jest pierwszym symptomem wycieku.

Drugim fundamentem ochrony przeciwpożarowej są stałe urządzenia wodne. Mamy ogromną sieć hydrantową – jedna wykorzystuje słoną wodę i zabezpiecza morską technologiczną część terminalu, druga – słodką i pracuje na części lądowej obiektu, poza obszarem pirsu. Jest tam także gęsta sieć urządzeń zraszaczowych, które w razie pożaru mają chronić i zabezpieczać sąsiednie wyposażenie przed promieniowaniem termicznym, bo jak wspomniałem – pożaru gazu nie gasi się wodą. W ten sposób zabezpieczone są m.in. kompresory, przejścia na zbiornikach LNG, cały obszar gazowca, a także wszelkie stanowiska rozlewcze gazu, w tym miejsca załadunku gazu na cysterny, które rozwożą LNG do mniejszych rozprężalni. W stanowiskach tych mamy dodatkowo sterowane automatyczne działka wodne, wyniesione na wieżach. Podobne działka, na prawie 30-metrowych wieżach, znajdziemy także na pirsie, w obszarze gazowca. W całym obiekcie, z wyjątkiem kotłowni i głównego budynku elektrycznego, zastosowano także instalację tryskaczową.
W części technologicznej terminalu jest specjalnie wyprofilowane podłoże – w razie dużych wycieków z instalacji gaz nie rozleje się na boki, lecz spłynie do kanału, który prowadzi do otwartych betonowych zbiorników ewakuacyjnych. Są w nich zamontowane automatyczne instalacje na pianę lekką, która ma przykryć warstwę LNG i uniemożliwić odparowanie gazu.

Cały ten system tworzy tzw. zintegrowany system zarządzania bezpieczeństwem pożarowym, współpracujący z systemem zarządzania procesowego DCS.

Jak są chronione pomieszczenia z urządzeniami elektrycznymi?

Wykorzystuje się do tego urządzenia gaśnicze gazowe na inergen (IG-541). To trzeci fundament ochrony przeciwpożarowej. W ten sposób zabezpiecza się wszelkie pomieszczenia z elektroniką, przestrzenie podpodłogowe, gdzie są prowadzone instalacje, sterownie oraz serwerownie.
Dodajmy jeszcze, że w obiekcie mamy kilkadziesiąt kilometrów różnych instalacji technologicznych, część została umieszczona na konstrukcjach wsporczych, estakadach lub etażerkach, które są uodpornione ogniowo na pożar węglowodorowy. Bardzo ważny jest system telewizji przemysłowej, czyli nadzór wizualny, sprzężony z urządzeniami gaśniczymi.

Dla zakładów dużego ryzyka opracowuje się różne scenariusze zdarzeń. Jakie zdarzenia zostały przewidziane w terminalu? I na co powinni się przygotować strażacy?

W opracowywaniu scenariuszy zdarzeń rozpatrywaliśmy przeze wszystkim utratę szczelności instalacji technologicznych na skutek różnych przyczyn eksploatacyjnych, np. urwania króćca zaworu, uszkodzenia uszczelki, zniszczenia instrumentu pomiarowego, powstania otworów w rurociągu LNG itp. Szacowaliśmy wielkości wycieków i stosownie do nich zostały policzone zasięgi stref zagrożeń promieniowania termicznego, nadciśnienia wybuchu czy też stężeń wybuchowych. Bez wspomagania technologicznego nie da się zapewnić bezpieczeństwa w takim obiekcie. Udział jednostek ratowniczych opisują stosowne procedury, odnoszą się jednak w głównej mierze nie do gaszenia pożaru, lecz do ograniczania zagrożenia. Zadaniem strażaków w razie pożaru będzie przede wszystkim obrona sąsiednich obiektów przed przeniesieniem się na nie żywiołu.

A kwestia ochrony środowiska i mieszkańców? Z terminalem sąsiaduje morze, las, osiedle mieszkaniowe.

Terminal jest bezpieczny dla otoczenia i ludzi. Nie ma możliwości skażenia środowiska. Metan nie jest toksyczny ani trujący, a w razie ewentualnego wycieku LNG odparowuje i rozrzedza się w powietrzu. Osiedle mieszkaniowe znajduje się w dużej odległości od głównych obszarów technologicznych obiektu. Pamiętajmy, że terminal został wybudowany w obszarze Natura 2000, a celem tego programu jest zachowanie określonych typów siedlisk przyrodniczych i gatunków zwierząt uważanych za cenne i zagrożone. Duże obostrzenia wynikały nie z natury gazu, lecz samego faktu budowy – musiały zostać spełnione warunki ochrony środowiska w aspekcie Natury 2000.

Z jakich standardów technicznych korzystano, projektując systemy bezpieczeństwa terminalu?

Była to głównie norma PN-EN 1473 Instalacje i urządzenia dla skroplonego gazu zimnego. Projektowanie instalacji lądowych, która notabene ukazała się w trakcie realizowania budowy terminalu. Korzystaliśmy też z norm amerykańskich NFPA. To duży projekt, uczestniczyły w nim zespoły międzynarodowe, np. Anglicy wykonali wstępną analizę ryzyka, z której korzystaliśmy na etapie wykonania zabezpieczeń. A ponadto sięgnęliśmy po światowe doświadczenia – oglądaliśmy podobne obiekty w innych krajach, np. terminal Gate w Roterdamie. Na bieżąco od samego początku współpracowaliśmy z Komendą Miejską PSP w Świnoujściu i Komendą Wojewódzką PSP w Szczecinie.

Podkreśla pan, że to nowoczesny i nowatorski obiekt. Czy to znaczy, że znajdziemy w nim rozwiązania nigdzie indziej niespotykane?

Nowatorska jest automatyka. Wszelkie zabezpieczenia były szyte na miarę. I choć znamy je z innych zakładów, to w terminalu mówimy o niespotykanej dotąd skali. Udało się połączyć systemy automatyki procesowej, systemy gaśnicze i systemy detekcji, co buduje sprawny i pewny system bezpieczeństwa. Bez wątpienia nowatorska jest koncepcja systemu detekcyjnego i połączenie wszystkich elementów zabezpieczeń w jeden, zintegrowany system zarządzania bezpieczeństwem pożarowym, zarządzany przez centralny sterownik, jednak przy zachowaniu architektury rozproszonej.

Co było najtrudniejsze?

Uporać się z formalną stroną całego procesu budowlanego. To była dosyć nietypowa inwestycja, finansowana z różnych źródeł, przez różne firmy. Jak wiemy, nastąpiły opóźnienia w jej realizacji. Dla mnie budowa terminalu oznaczała sześć lat intensywnej pracy. Wejście w międzynarodowe środowisko inżynierów było sporym wyzwaniem. Tam wszystko wygląda inaczej: nie ma rzeczoznawców, za projekt systemów bezpieczeństwa odpowiadają inżynierowie pożarowi. Trudnością było przyswojenie oznakowań i schematów, zatem czytanie dokumentacji technicznej i zrozumienie jej, bo w innych krajach używa się innych oznakowań, symboli. Wreszcie konfrontacja z pewnymi praktykami budowlanymi – przy wielu inwestycjach już na etapie budowy zaczynają się modyfikacje projektu budowlanego, zmiany elementów architektury, próby ograniczania kosztów poprzez rezygnowanie z pewnych elementów zabezpieczeń. Nam udało się doprowadzić do sytuacji, że system bezpieczeństwa wygląda prawie tak, jak go zaprojektowaliśmy. Uznaję to za niemałe osiągnięcie.

rozmawiała Anna Łańduch
fot. arch. Marka Podgórskiego

listopad 2016