SA von C. Theves, D. Zobrist, 1994

Titel

Beispielhafte Risikoanalyse eines fiktiven Betriebes
(SemA: D-UMNW)

Betreuung

Prof. Dr. W. Kröger, Dr. R. Mock

Abgabe

August 1994

Abstract

Ziel dieser Semesterarbeit ist es, gemäss der Störfallverordnung eine Sicherheitsanalyse eines fiktiven Betriebes durchzufahren. Der Betrieb ist eine verfahrenstechnische Anlage, die Phosgen als Ausgangsstoff für weitere Produktionsschritte herstellt. Phosgen wird ausgehend von Chlor und Kohlenmonoxid produziert. Damit ist der vorgegebene chemische Prozess recht einfach, enthält jedoch gefährliche Stoffe.

Zur Vereinfachung der Aufgabenstellung dient die Annahme, dass die Anlage sich in der Umgebung der Region Canvey Island, England, befindet. Über diese Region liegt bereits eine Studie vor, so dass Daten über diese Umgebung vorhanden sind. Der Betrieb wird für die Risikoanalyse in fünf Untersuchungseinheiten aufgeteilt: Chlorlagerung und -umfüllung, Kohlenmonoxidlagerung und -umfüllung, Mischgefäss, Phosgenreaktor sowie Kühlung und Reinigung.

Folgende fünf Methoden der Risikoermittlung wurden angewandt: Einleitende Gefahrenanalyse (PHA), Ausfalleffektanalyse (FMEA), Fehlerbaumanalyse (FTA), Ereignisablaufanalyse (ETA) und eine vereinfachte Risikoanalyse zur Abschätzung der Folgen von Grossunfällen auf die Bevölkerung sowie einer Ermittlung der Wahrscheinlichkeit von Grossunfällen für stationäre Anlagen. Es zeigt sich, dass die Untersuchungseinheit Chlorlagerung und -umfüllung die gefährlichsten Komponenten enthält. Nicht die Lagerung selber, sondern die Leitungen, in denen das Chlor transportiert wird, stellen die Hauptgefahr dar. Die Gefährdungen durch die Chlorlagerung sind durch die eingebauten Überwachungseinheiten und die zusätzliche Schutzmauer geringer. Das Verfahren der Abschätzung der Folgen von Grossunfällen auf die Bevölkerung ergibt für einen Chlorunfall 32 Tote und für einen Phosgenunfall 60 Tote. Die betroffenen Zonen betragen bei einem Chlorunfall 8 ha, bei einem Phosgenunfall 30 ha. Allerdings ist in diesen Berechnungen die grössere Menge an Chlor (1000 kg) im Vergleich zur Menge an Phosgen (10 kg) nicht berücksichtigt. Die Wahrscheinlichkeit eines Grossunfalls beträgt für das Chlor 3E-7 Unfälle pro Jahr resp. 3E-6 Unfälle pro Jahr für das Phosgen.

Die PHA und die FMEA liefern qualitativ eine Übersicht der vorhandenen Gefahrenstellen im Betrieb. Zusätzlich erlaubt die FMEA eine Bewertung verschiedener Ausfallarten. Die FTA und die ETA eignen sich gut zur quantitativen Angabe der Eintrittshäufigkeit eines unerwünschten Ereignisses. Sie zeigen übersichtlich die logischen Verknüpfungen von Teilsystemausfällen resp. die verschiedenen Abläufe nach einem unerwünschten Ereignis. Die Ermittlung der Grössen [Anzahl Tote/Unfall] und [Anzahl Unfälle/Jahr] ergeben sich grössenordnungsmässig relativ schnell und einfach. Diese Methode erlaubt so die Auswirkungen einer stationären Anlage auf die Bevölkerung abzuschätzen und ist daher auch im Rahmen der Störfallverordnung verwendbar.