T E M AT N U M E R U I B E Z P I E C Z E Ń S T W O
W drodze do bezpieczeństwa I wielowarstwowe poziomy zabezpieczeń I Indeks Ryzyka Pożaru I krajowy system cyberbezpieczeństwa Wybuchowy Azotan > 22
Gotowi na cyberatak? > 35
Odporna na zimno > 62
SPIS TREŚCI
U trz y m a n ie ruc h u 43 I Sztuczna inteligencja w utrzymaniu ruchu Mateusz Marzec 48 I Promass Q – poznaj przepływomierz Coriolisa o najwyższej dokładności i najmniejszych stratach ciśnienia Mariusz Szwagrzyk 50 I IT w parze z OT Filip Kowalski W o d a i ście k i 52 I Oczyszczalnia ze stacją podgrzewu ścieków – rozmowa z Eweliną Kerner, kierownik Wydziału Oczyszczalni i Kanalizacji w Grupie Azoty ZAK S.A. 56 I Woda „zużyta” do wyższych c elów Dorota Sąkol-Sikora 62 I Odporna na zimno Aleksandra Grądzka-Walasz O c h ro n a śro d owis k a 67 I Gospodarka wodorowa cz. I. W drodze do czystej energii czy zero emisji – zero technologii Jacek Kijeński
Jak budować, by zmniejszyć ryzyko pożaru? Fot.: 123rf
Dorota Brzezińska
2 9 C y berbezpieczeństwo
Cyberbezpieczeństwo zgodne z prawem Joanna Świątkowska Fot.: 123rf
C y berbezpieczeństwo 29 I Cyberbezpieczeństwo zgodne z prawem Joanna Świątkowska 35 I Gotowi na cyberatak? Michał Karolak, Paweł Zięba
1 8 T E M AT N U M E R U : B ezpieczeństwo
52
W o d a i ście k i Fot. Grupa Azoty ZAK S.A.
T E M AT N U M E R U : B ezpieczeństwo 10 I Bezpieczeństwo na wielu poziomach Wojciech Kramarek, Dominika Śniegulska-Grądzka 18 I Jak budować, by zmniejszyć ryzyko pożaru? Dorota Brzezińska 22 I Wybuchowy azotan Artur Kopeć, Andrzej Biskupski 26 I Ocenić ryzyko Dariusz Chmielewski
Oczyszczalnia ze stacją podgrzewu ścieków rozmowa z Eweliną Kerner, kierownik Wydziału Oczyszczalni i Kanalizacji w Grupie Azoty ZAK S.A.
CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018 3
O D R E DAK C J I
Wydawca: BMP spółka z ograniczoną odpowiedzialnością spółka komandytowa
A l e k s a n d r a G r ą d z k a - Wa l a s z redaktor wydania t e l . 3 2 4 1 5 9 7 7 4 w e w. 2 0 t el . kom . 6 0 2 1 1 5 2 6 4 e - m a i l : a l e k s a n d r a . w a l a s z @ e - b m p. pl
Cel: zero wypadków O
statnio, siedząc z synem na placu zabaw, obserwowałam zachowanie pewnej mamy, która chodziła jak cień za swoim trzylatkiem, na każdym kroku go pouczając: „nie chodź tam”, „nie biegaj”, „nie dotykaj”, „uważaj”, „za szybko”, „za daleko”, „bo się potkniesz”, „bo się pobrudzisz”. Czy bezpieczeństwo naszych pociech czasem nie doprowadza nas do absurdu? Czy czasem nie powinniśmy pozwolić dzieciom uczyć się na własnych błędach? Do pewnego stopnia – tak, o ile nie zagraża to ich zdrowiu czy życiu. Lepiej jednak patrzeć na innych i na tej podstawie wyciągać wnioski.
T
ak samo z zakładami przemysłowymi. Doskonałym przykładem uczenia się na błędach są katastrofy. To one skłaniają nas do refleksji, to po nich wyciągamy wnioski, opracowujemy kolejne regulacje (ostatnia dotyczy krajowego systemu bezpieczeństwa – więcej na str. 29), oraz nowe metody,
np. Indeks Ryzyka Pożaru (str.18). Stosujemy wielowarstwowe poziomy zabezpieczeń, o których czytamy w artykule „Bezpieczeństwo na wielu poziomach”, wdrażamy dodatkowe zabezpieczenia, które jednak w rzeczywistości i tak nie gwarantują nam pełnego bezpieczeństwa. Zawsze jednak warto – tu chodzi przecież o bezpieczeństwo nasze i naszego zakładu.
M
ówią, że błądzenie jest rzeczą ludzką, jednak w przypadku bezpieczeństwa zakładów przemysłowych lepiej uczyć się na cudzych błędach, wyciągać wnioski, doskonalić się i wymieniać swoimi doświadczeniami – bo przecież mamy jeden cel: zero wypadków. Pozostawiam Państwa z tymi przemyśleniami i zapraszam do rozmów podczas konferencji Bezpieczeństwo Instalacji Przemysłowych w Rzeszowie.
KRS: 0000406244, REGON: 242 812 437 NIP: 639-20-03-478 ul. Morcinka 35 47-400 Racibórz tel./fax 32 415 97 74 tel.: 32 415 29 21, 32 415 97 93 e-mail: aleksandra.walasz@e-bmp.pl www.kierunekchemia.pl
BMP to firma od 25 lat integrująca środowiska branżowe, proponująca nowe formy budowania porozumienia, integrator i moderator kontaktów biznesowych, wymiany wiedzy i doświadczeń. To organizator branżowych spotkań i wydarzeń – znanych i cenionych ogólnopolskich konferencji branżowych, wydawca profesjonalnych magazynów i portali. Rada Programowa: Jerzy Majchrzak – Przewodniczący Rady Programowej Tomasz Zieliński – Polska Izba Przemysłu Chemicznego Czesław Bugaj Andrzej Biskupski – Instytut Nowych Syntez Chemicznych Adam S. Markowski – Katedra Inżynierii Systemów Ochrony Środowiska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej Krzysztof Romaniuk – Polska Organizacja Przemysłu i Handlu Naftowego Andrzej Szczęśniak – niezależny ekspert rynku paliw Artur Kopeć – Grupa Azoty S.A. Andrzej Sikora – Instytut Studiów Energetycznych Sp. z o.o., Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie Agnieszka Gajek – Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy Arkadiusz Kamiński – PKN Orlen S.A.
Prezes zarządu BMP Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. Adam Grzeszczuk Redaktor naczelny Przemysław Płonka Redaktor wydania Aleksandra Grądzka-Walasz Redakcja techniczna Marek Fichna, Maciej Rowiński Prenumerata, kolportaż Karolina Jakubiec Sprzedaż: Beata Fas, Magda Widrińska, Ewa Dombek, Jolanta Mikołajec, Małgorzata Pozimska, Marta Mazurek Druk: FISCHER POLIGRAFIA Cena 1 egzemplarza – 23,15 zł + 8% VAT Wpłaty kierować należy na konto: Bank Spółdzielczy w Raciborzu Nr konta: 40 8475 0006 2001 0014 6825 0001 PKWiU: 58.14.12.0, ISSN: 1734-8013 Prenumerata krajowa: Zamówienia na prenumeratę instytucjonalną przyjmuje firma Kolporter Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S.K.A.. Informacje pod numerem infolinii 0801 40 40 44 lub na stronie internetowej http://dp.kolporter.com.pl/ Magazyn kierowany jest do prezesów, dyr. ds. technicznych i głównych specjalistów (mechaników, automatyków, technologów) reprezentujących branżę chemiczną, organizatorów targów, sympozjów, imprez branżowych, urzędów, ministerstw, instytutów, wyższych uczelni oraz biur projektowych. Redakcja nie odpowiada za treść reklam. Niniejsze wydanie jest wersją pierwotną czasopisma Wykorzystywanie materiałów i publikowanie reklam opracowanych przez wydawcę wyłącznie za zgodą redakcji. Redakcja zastrzega sobie prawo do opracowywania nadesłanych tekstów oraz dokonywania ich skrótów, możliwości zmiany tytułów, wyróżnień i podkreśleń w tekstach. Artykułów niezamówionych redakcja nie zwraca. Źródło grafiki na okładce: 123rf
4 CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018
W obie k t y wie
J e d y n y t a k i w ó z w E uropie Nowy samochód pożarniczy Grupy Azoty Police to auto austriackiej firmy wyposażone w 62-metrowy podnośnik. To jedyny taki wóz strażacki w Europie. Z początkiem czerwca samochód został przekazany strażakom Zakładowej Straży Pożarnej Grupy Azoty Police, która istnieje od 1968 roku. Obecnie jednostka liczy 56 pracowników i jest wyposażona w dziewięć wozów: siedem bojowych, jeden operacyjny i jeden techniczny. W ciągu ostatnich dziesięciu lat zakładowi strażacy z Polic wzięli udział w 2172 wyjazdach do pożarów i innych zagrożeń, również tych poza zakładem. W tym czasie przeszkolili w zakresie ochrony przeciwpożarowej blisko 23 tys. osób związanych z policką spółką. Fot. Grupa Azoty Zakłady Chemiczne „Police” S.A.
CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018 5
Z P O R TA L U
k ieru n e k c h e m i a . pl
Pełna kontrola nad Unipetrolem
PKN ORLEN S.A. na przełomie września i października br. stanie się wyłącznym akcjonariuszem Unipetrolu. Walne Zgromadzenie Unipetrolu wyraziło zgodę na przeprowadzenie wykupu akcji tej spółki reprezentujących ok. 5,97% kapitału zakładowego. Decyzję poprzedziło przekazanie wymaganych dokumentów i uzyskanie zgody Czeskiego Banku Narodowego na przeprowadzenie wykupu akcji przy proponowanej cenie 380 CZK/akcję. Jest ona korzystna zarówno z punktu widzenia PKN ORLEN, jak i pozostałych akcjonariuszy mniejszościowych. Źródło, fot.: PKN ORLEN
Nowy system znakowania paliw Już wkrótce klienci stacji paliw zauważą nowe oznaczenia na dystrybutorach.
Do końca października tego roku w CzechowicachDziedzicach pojawi się osiem najważniejszych elementów instalacji odolejania rozpuszczalnikowego. Instalacja „Future” zgodnie z harmonogramem powinna zostać uruchomiona pod koniec 2019 roku.
Źródło: POPiHN
Plan zakłada, że nowoczesna instalacja odolejenia rozpuszczalnikowego, należąca do firmy Polwax, będzie przerabiać około 30 tysięcy ton gaczy parafinowych. Po jej uruchomieniu spółka dysponować będzie jedną z najnowocześniejszych instalacji chemicznych w Europie.
Pracujący pod kierunkiem prof. dr hab. Jerzego J. Langera
Źródło, fot.: Polwax
C I E K AW O S T K A
uniwersyteccy chemicy z UAM, w oparciu o wyniki analiz spektrometrycznych, uzyskali recepturę ciemnej masy barwiącej wraz z technologią jej stosowania. Stanowi to kluczowy element prac konserwatorskich przy odtwarzaniu rysunku na średniowiecznej płycie nagrobnej małżeństwa Rabenstorpów w kościele św. Jana Ewangelisty w Szczecinie. – Skład masy barwiącej okazał się unikatowy – smoła drzewna z dodatkiem rozdrobnionego pirytu, podobnie jak odkryta technologia jej stosowania – w formie emulsji! – mówi prof. Langer. – Materiał barwiący odtworzono z dużą precyzją w aspekcie chemicznym, jak i mikrostrukturalnym, mając na względzie, aby wszystkie zastosowane komponenty i operacje były dostępne w średniowieczu. Można wręcz mówić o skopiowaniu oryginalnej masy barwiącej i technologii jej użycia – dodaje profesor. Źródło: UAM
6 CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018
Fot.: 123 rf
Instalacja „Future”
Zgodnie z dyrektywą 2014/94/UE do 12 października 2018 r. ma zostać wdrożony jednolity system znakowania paliw – zarówno klasycznych, jak i alternatywnych. Celem jest ułatwienie prawidłowego wyboru kierowcom, zwłaszcza użytkownikom pojazdów zasilanych paliwami alternatywnymi. Wcześniej informacje były dostępne na stacjach paliw, w instrukcjach obsługi pojazdów oraz umieszczone przy korkach i klapkach wlewu paliwa, ale nie były zharmonizowane w całej Europie.
TOP QUARTILE Doskonałość Operacyjna osiągana dzięki przełomowym technologiom
Emerson.com/IIoT
Logo Emerson jest znakiem towarowym i usługowym firmy Emerson Electric Co. ©2018 Emerson Electric Co.
Z P O R TA L U
RO Z M A I TO Ś C I
Akcje hiszpańskiej spółki przejęte
CIECH S.A. przejął 100 proc. akcji Proplanu – hiszpańskiego dostawcy środków ochrony roślin działającego na trzech kontynentach. Dzięki przejęciu CIECH zyskuje dostęp do nowych rynków zbytu w południowej Europie, północnej Afryce, Ameryce Południowej i Australii oraz przejmuje portfel substancji aktywnych i 120 rejestracji produktów. Wartość transakcji wyniosła 44,6 mln euro. Przejęcie hiszpańskiego dostawcy to szansa na skokowy rozwój biznesu środków ochrony roślin i dywersyfikację działalności Grupy. Proplan w 2017 roku wygenerował 16 mln euro przychodu przy wysokiej rentowności. fot.: CIECH
PCC rozwija biznes chemiczny w Europie
1,6 mld zł – tyle do końca 2018 roku wyniosą nakłady inwestycyjne Grupy Azoty, z czego blisko 445 mln zł zostało już wydane w pierwszym półroczu br. Największa część środków trafi do Puław, gdzie Grupa realizuje szereg inwestycji, w tym budowę elektrowni zasilanej węglem. Źródło: Grupa Azoty
PCC SE, przygotowuje się do rozszerzenia skali działalności na rynku poprzez zwiększenie produkcji kluczowego produktu chemicznego – kwasu monochlorooctowego (MCAA). PCC MCAA Sp. z o.o., spółka wchodząca w skład Grupy PCC SE, jest jednym z trzech podmiotów na świecie posiadających technologię wytwarzania najwyższej jakości MCAA. Nowoczesny zakład, oddany do eksploatacji w 2016 roku, zlokalizowany w Brzegu Dolnym na terenie Grupy PCC, jest jedyną tego rodzaju instalacją w Europie Wschodniej. W odpowiedzi na pozytywną reakcję klientów oraz prognozy wzrostu zapotrzebowania, zaplanowano sukcesywny wzrost rocznej wydajności produkcji. Obecny poziom to 42 000 ton. Wkrótce wydajność ma wzrosnąć – początkowo o 25%, a następnie w perspektywie średniookresowej do 100 000 ton rocznie.
Fot.: 123 rf
Źródło: pcc.eu
„
– Projekt Baltic Pipe to obopólna korzyść – oznacza wzrost bezpieczeństwa dostaw, korzyści ekonomiczne dla odbiorców gazu, a także umożliwia Polsce rozpoczęcie procesu transformacji energetycznej
k ieru n e k c h e m i a . pl
Syntetyczne paliwo z węgla
Przedstawiciele Zarządów JSW i JSW Innowacje szukają możliwości współpracy z międzynarodowym koncernem SASOL. Efektem ma być produkcja paliw syntetycznych w Polsce na bazie krajowego węgla. – W Europie nie ma lepszego miejsca na tego typu zakład. Mamy złoża węgla, politykę klimatyczną, przez którą węgiel wypierany jest z energetyki przez gaz i energetykę odnawialną, a w przyszłości być może również przez elektrownie jądrowe. Nie można nie wspomnieć, że zużywane w Polsce paliwa do aut wytwarzane są głównie z rosyjskiej ropy. W związku z tym powstanie zakładu przerabiającego węgiel na gaz oraz paliwa pozostaje w zgodzie z polską racją stanu. W ramach współpracy z Sasol przeprowadzimy niezbędne ekspertyzy dotyczące opłacalności inwestycji związanych z przemysłowym przerabianiem węgla kamiennego na paliwa, gaz oraz chemikalia – powiedział Daniel Ozon, prezes JSW. Źródło: jsw.pl
Synthos S.A. planuje budowę instalacji XPS
Obecnie trwają prace przygotowawcze do inwestycji i uzyskania pozwolenia na budowę. Nowa instalacja do produkcji XPS (polistyrenu ekstrudowanego), o rocznej wydajności 220 tys. m3, powstanie w zakładzie produkcyjnym w Oświęcimiu. Za realizacją inwestycji przemawia kilka czynników m.in.: dobre perspektywy rynkowe, znajomość technologii i rynków, przewaga konkurencyjna wynikająca z integracji surowcowej, możliwości zagospodarowania recyklatów oraz niskich kosztów energii, a także optymalizacja logistyczna. Synthos planuje dalszą rozbudowę zdolności produkcyjnych do łącznej zdolności 800 tys. m3/rok – rozważana jest lokalizacja w Czechach. Źródło, fot.: Synthos S.A.
– mówi minister energii Krzysztof Tchórzewski.
Więcej ciekawych informacji znajdziesz na portalu
Źródło: Ministerstwo Energii
CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018 9
T E M AT N U M E R U
I B ezpieczeństwo
Bezpieczeństwo na wielu poziomach dr inż. Wojciech Kramarek, dr inż. Dominika Śniegulska-Grądzka Politechnika Warszawska
Fot. ilustracyjna: 123rf
Pojęcie „bezpieczeństwo” rozumiane jest jako brak niemożliwego do zaakceptowania ryzyka dla zdrowia, życia lub strat w majątku czy środowisku naturalnym. Nie gwarantują go jednak stosowane zabezpieczenia techniczne, dlatego w procesach stwarzających zagrożenie dla społeczności lokalnych wymagane są wielowarstwowe poziomy zabezpieczeń.
10 CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018
T E M AT N U M E R U
I
B ezpieczeństwo
SYSTEMY KONTROLI I NADZORU Polski system przeciwdziałania poważnym awariom przemysłowym wprowadza dwuczłonowy lub dwupoziomowy system kontroli i nadzoru: poziom „kontroli operacyjnej” oraz poziom „nadzoru państwowego”. Ten pierwszy należy do właściwości organów Państwowej Straży Pożarnej, drugi – do ministra środowiska
CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018 11
T E M AT N U M E R U
I B ezpieczeństwo
P
roblem bezpiecznej pracy ludzkiej, ochrona życia i zdrowia człowieka oraz ochrony środowiska są postrzegane przez Unię Europejską jako podstawowe kwestie społeczne i przemysłowe. Z kolei problem bezpiecznej pracy instalacji lub maszyn jest szczególnie ważny w przypadku dużych i złożonych systemów technicznych, takich jak transport kolejowy, powietrzny, przemysły chemiczny, energetyczny albo energetyka jądrowa. Systemy te są najczęściej określane jako systemy procesowe. Proces jest zdefiniowany jako uporządkowany zbiór czynności zmieniających właściwości fizyczne lub chemiczne przedmiotów pracy. Proces razem z czynnościami pomocniczymi (np. przemieszczanie materiału) stanowią proces produkcyjny, w wyniku którego otrzymywany jest produkt.
Zagrożenia istniejące w maszynach są znane i zdefiniowane. Większość zagrożeń występujących w instalacjach przemysłowych nie jest widoczna gołym okiem. Określenie stanu badanego procesu jest chwilami niemożliwe, ponieważ występują różne, mniej lub bardziej zbadane, stany przejściowe. Sytuację komplikuje ponadto wyjątkowo złożone zadanie, jakim jest określenie wielkości zdarzeń awaryjnych i oszacowanie ich skutków. Cechą charakterystyczną przemysłu procesowego jest wymóg ciągłości procesów w przeciwieństwie do przemysłu maszynowego, w którym realizowane zadania (operacje, zabiegi) można zazwyczaj szybko przerwać. Jeśli przestoje maszyn nie są długie, straty wynikające z zatrzymania maszyny najczęściej są niewielkie, z kolei te powstałe w wyniku zatrzymania procesu – najczęściej bardzo kosztowne. Pojęcie bezpieczeństwa procesowego i problem zapobiegania stratom wynikającym z awarii w instalacjach chemicznych, energetycznych i spożywczych pojawiło się na przełomie lat 60. i 70. w wyniku wystąpienia wielu poważnych awarii przemysłowych na terenie Europy i Stanów Zjednoczonych. Zdarzenia związane z bezpieczeństwem procesowym mogą mieć skutki katastroficzne i mogą powodować śmierć lub obrażenia pracowników na terenie zakładu oraz członków społeczności lokalnych poza jego terenem. Awarie mogą przyczynić się do znaczących zniszczeń w środowisku, na terenie zakładu lub poza zakładem.
Przykłady katastrof w przemyśle procesowym FOT. 1 Służby ratunkowe na terenie miasteczka Seveso po katastrofie źródło: https:// devastatingdisasters. com/sevesodisaster-1976
Zespół podstawowych aparatów i urządzeń produkcyjnych, służących do przeprowadzenia procesu technologicznego, współdziałających ze sobą według określonego planu, nazywa się układem technologicznym lub ciągiem technologicznym. Ważny udział w procesie mają również urządzenia pomocnicze, służące do transportu materiałów i do ich przechowywania, a także urządzenia, za pomocą których kieruje się przebiegiem procesu. Kompletna aparatura złożona z urządzeń produkcyjnych i pomocniczych, wykonująca określony program produkcyjny nazywa się instalacją produkcyjną.
Bezpieczeństwo procesowe Bezpieczeństwo procesowe jest to ogół zagadnień dotyczących bezpieczeństwa pracy instalacji przemysłowej w sektorze przemysłu procesowego. Wysokie temperatury i ciśnienia, palne i toksyczne materiały typowe dla tych gałęzi przemysłowych przyczyniają się do możliwości powstawania groźnych zagrożeń. Niezawodność elementów i systemów odpowiedzialnych za prowadzenie procesu wpływają na jego poprawną pracę oraz bezpieczeństwo ludzi, środowiska oraz straty materialne.
12 CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018
Do najbardziej znanych katastrof przemysłu chemicznego należy katastrofa we Flixborough w Wielkiej Brytanii w lipcu 1974. Była to pierwsza katastrofa, która zapoczątkowała prace nad przepisami dotyczącymi wymagań projektowych dla przemysłu procesowego. Wybuch w fabryce pestycydów w Bhopalu, Madhya Pradesh, Indie, który miał miejsce w nocy z 2 na 3 grudnia 1984 roku, jest uważany za największą przemysłową katastrofę na świecie. W wyniku wycieku trującego gazu śmierć poniosło 3787 osób, 558125 osób zostało poszkodowanych zdrowotnie, w tym 3900 z trwałym kalectwem oraz 38478 osób z czasowym kalectwem. Katastrofa w Seveso (Włochy) miała miejsce 10 lipca 1976 r. w zakładach ICMESA, znajdujących się w Meda, na przedmieściu Seveso (20 km od Mediolanu), w których produkowano 2,3,5-trichlorofenol (TCP). Przy wyłączonym reaktorze nastąpiła gwałtowna reakcja, otworzenie się zaworu bezpieczeństwa i emisja do atmosfery około 2 ton substancji chemicznych. Około 1500 ha gęsto zaludnionego obszaru zostało skażone, ewakuowano w sierpniu 1976 roku 730 osób, około 700 mieszkańców zostało poszkodowanych w wyniku zatrucia, wiele zwierząt zginęło, tereny – licznych w tym regionie – przedsiębiorstw zostały skażone (ok. 40 zakładów), wielkie obszary
T E M AT N U M E R U
I
B ezpieczeństwo
FOT. 3 Badanie metodą PEC
zostały na wiele lat (ok. 10) skażone i wyłączone z gospodarki rolnej.
Norma omawia też zalecane działania po zaprzestaniu produkcji i na etapie utylizacji maszyn i instalacji procesowych.
Regulacje prawne związane z procesami Działania mające na celu ograniczanie negatywnych skutków prowadzenia działalności produkcyjnych doprowadziły do opracowania europejskich regulacji prawnych obowiązujących na terenie ówczesnej Europejskiej Wspólnoty Gospodarczej. Dokumentem tym była dyrektywa 82/501/EWG z dnia 24 czerwca 1982 roku w sprawie zagrożenia poważnymi awariami przez niektóre rodzaje działalności przemysłowej, zwana dyrektywą Seveso I. Rozwój nauki, przeprowadzone analizy i ocena skuteczności obowiązujących regulacji zaowocowały nowelizacjami tej dyrektywy (Seveso II oraz Seveso III). W 1998 roku IEC (International Electrotechnical Commission) opracowała dokument 61508 poświęcony zagadnieniom systemów bezpieczeństwa zatytułowany „Funkcjonalne bezpieczeństwo elektrycznych/elektronicznych/programowalnych elektronicznych systemów bezpieczeństwa”. Kolejne normy związane z zagadnieniami bezpieczeństwa to IEC 61511 dotycząca procesów, IEC 61513 dotycząca energetyki jądrowej oraz IEC 62061 dotycząca produkcji i wyposażenia. Najważniejszą normą związaną z zagadnieniami bezpieczeństwa procesowego jest IEC 61511. Norma ta zawiera wskazania dotyczące oceny ryzyka projektowanego bądź modernizowanego zakładu oraz zasady projektowania dotyczące systemów sterujących odpowiedzialnych za bezpieczeństwo, zasady wykonania tych systemów oraz ich odbioru. Norma ta jako jeden z pierwszych dokumentów regulacyjnych dla przemysłu procesowego omawia problemy wcześniej pomijane, dotyczące zasad eksploatacji układów bezpieczeństwa. Zagadnienia te, niezwykle ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa, dotyczą, w okresie działania zakładu, zasad testowania układów sterujących odpowiedzialnych za bezpieczeństwo pod kątem sprawdzania ich poprawności działania.
RYS. 1 Cykl postępowania przy określaniu ryzyka Opracowanie własne
Ocena ryzyka projektowanego procesu Awarie zakładów procesowych mogą mieć skutki katastroficzne, z tego powodu zagadnienia bezpieczeństwa procesowego dotyczą bardzo wielu aspektów. Należy tutaj wymienić cykl projektowania i budowy zakładów, prowadzenie analiz ryzyka, postępowania powypadkowe, zarządzanie zmianami, testy, kontrole i serwisowanie urządzeń, procedury operacyjne i alarmowe, szkolenie personelu. Pierwszym krokiem w kierunku zapewnienia bezpieczeństwa projektowanego lub modernizowanego zakładu przemysłowego jest jego ocena ryzyka. Istnienie wiele metod określania ryzyka. Rysunek 1 przedstawia kolejne kroki postępowania przy określaniu ryzyka projektowanego obiektu. Jeśli z przeprowadzonej oceny wynika, że projektowany obiekt reprezentuje niedopuszczalne ryzyko, niedozwolone przez przepisy prawa, wówczas projektant ma obowiązek podjęcia działań minimalizujących istniejące bądź projektowane zagrożenia. W przypadku podjęcia decyzji o zastosowaniu dodatkowych środków technicznych lub proceduralnych w celu minimalizacji zagrożeń kolejnym krokiem będzie określenie wymaganego poziomu niezawodności układu odpowiedzialnego za bezpieczeństwo.
Działania zapobiegawcze i powypadkowe Wszystkie istniejące normy i przepisy związane z bezpieczeństwem mają za zadanie zmniejszenie istniejącego ryzyka, które jest nieodłącznie związane z procesami, produkcją, działaniem wyposażenia, transportem i magazynowaniem. Celem bezpieczeństwa procesowego jest niedopuszczenie do uwolnienia substancji chemicznych lub energii do środowiska pracy i środowiska naturalnego oraz ograniczenie i przeciwdziałanie skutkom tych uwolnień. Bezpieczeństwo procesowe to pewien stan wynikający z zastosowanej
CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018 13
T E M AT N U M E R U
I B ezpieczeństwo
Fot. 123rf
technologii, użytej aparatury przemysłowej oraz przyjętego systemu organizacyjnego projektowania i prowadzenia procesów. System ten ma na celu, poprzez stosowanie zasad zarządzania (planowanie, organizowanie, realizacja i kontrola) zapobiegać i ograniczać ryzyka wystąpienia awarii. Zagadnienia bezpieczeństwa procesowego mogą być podzielone na dwa działy: • minimalizacja ryzyka i zagrożeń procesowych, • zarządzanie zagrożeniami oraz zachowania kryzysowe i powypadkowe.
P rz y cz y n y k a t a strof Katastrofy w przemyśle procesowym są powodowane z następujących przyczyn: • technicznych: - awarie techniczne elementów i systemów związanych z procesem produkcyjnym oraz bezpieczeństwem, - uszkodzenia sensorów, elementów automatyki, maszyn i instalacji procesowych, - obsługowe błędy ludzkie, - zaniki zasilania energetycznego; • katastrof środowiskowych: - trzęsienia ziemi, - powodzie, - wichury i huragany; • wypadków w trakcie transportu i magazynowania niebezpiecznych materiałów; • sabotaży i ataków terrorystycznych; • niepokojów społecznych.
B e z p i e c ze ń s t w o p ro c e s o w e p o w i n n o b yć w pierwszej kolejności nastawione na niedopuszczenie do wystąpienia zagrożeń. Ponieważ stosowane zabezpieczenia techniczne nie gwarantują pełnego bezpieczeństwa, w procesach stwarzających zagrożenia dla społeczności lokalnych wymagane jest stosowanie wielowarstwowych poziomów zabezpieczeń (rys. 2). Jeden poziom zabezpieczeń nie daje gwarancji zapewnienia bezpieczeństwa procesowi lub persone-
14 CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018
lowi, jeśli pojawia się niebezpieczny incydent. Z tego powodu bezpieczeństwo trzeba zapewnić na wielu poziomach zabezpieczeń. Jeśli pomimo zastosowanych zabezpieczeń nastąpiła katastrofa, wówczas należy rozpocząć plan zachowań awaryjnych na terenie zakładu oraz poza terenem, a także podjąć działania minimalizujące powstałe straty.
Poziomy zabezpieczeń Pierwszy poziom zabezpieczeń jest związany z prawidłowym opracowaniem projektu planowanego procesu. Projekt procesu oraz instalacji procesowej powinien być oparty o dobrą praktykę inżynierską, czyli zgodność danego projektu oraz sposobu prowadzenia produkcji z obowiązującymi przepisami, standardami, poradnikami oraz sposobami postępowania. Dotyczy to w szczególności: • ustaw i rozporządzeń krajowych, • standardów ogólnych stosujących się do różnych branż przemysłowych, • standardów europejskich oraz standardów rozwiniętych krajów przemysłowych. Na etapie projektowania, zwłaszcza przy tworzeniu projektu obiektów mogących wytworzyć poważne zagrożenia dla pracowników i ludności, należy zastosować zasady ograniczonego zaufania w odniesieniu zarówno do systemów technicznych, jak i procedur obsługowych. Jako przykłady takiego postępowania można wymienić stosowanie zwiększonych naddatków grubości materiałów konstrukcyjnych, stosownie materiałów o wyższej wytrzymałości w stosunku do wynikającej z obliczeń, itp. Należy również w projektowaniu instalacji przemysłowych przyjąć zasady bezpiecznych odległości, eliminujących efekt domino i zewnętrznych oddziaływań. Druga warstwa zabezpieczeń, często określana w literaturze jako BPCS (Basic Proces Control System), to układ sterujący oraz procedury obsługowe związane z procesem wytwórczym. Ta warstwa odpowiada za wielkość i jakość produkcji. Systemy sterujące i procedury obsługowe mają zapewnić utrzymanie parametrów technicznych (ciśnienia, temperatury, poziomów cieczy, szybkości prowadzenia procesu, itp.) na prawidłowym poziomie. Przy prawidłowym działaniu elementów aparatury przemysłowej zadanie prowadzenia poprawności procesu przez BPCS jest zapewnione. Trzeci poziom zabezpieczeń dotyczy interwencji podejmowanych przez operatorów po otrzymaniu sygnałów o przekroczeniu pewnych parametrów krytycznych prowadzonego procesu. Stan taki jest stanem obecnym, w przyszłości te funkcje nadzorcze zostaną przejęte przez systemy automatycznego nadzoru. Nie można zakładać, że reakcja ze strony operatorów zawsze będzie prawidłowa. Ponieważ sytuacje awaryjne występują rzadko, operatorzy mogą zakładać, że alarmy są nieprawidłowe. W przypadku wystąpienia
T E M AT N U M E R U
I
B ezpieczeństwo
RYS. 2 Schemat pokazujący wielowarstwowe poziomy zabezpieczeń: process design – (projekt procesu), proces control system – system sterowania procesem, operator intervention – alarmy i działania obsługi, safety instrumentem system – system odpowiedzialny za bezpieczeństwo, active protection (relief devices) – urządzenia bezpieczeństwa, passive protection (bund/fire wall) – kurtyny wodne, baseny bezpieczeństwa, emergency response – zakładowy oraz środowiskowy system ratowniczy źródło: www.arcweb. com/blog/crossroadsalarm-managementprocess-safety
dużej ilości sygnałów awaryjnych operatorzy mogą podejmować niewłaściwe działania, zwłaszcza dotyczące kolejności interwencji. Czwarty poziom zabezpieczeń dotyczy automatycznych systemów bezpieczeństwa. System sterowania związany z bezpieczeństwem (SIS, SRCS — safety related control system) jest tą częścią systemu sterowania maszyny, której zadaniem jest zapobieganie sytuacjom zagrożenia. Może to być osobny system dedykowany lub zintegrowany ze standardowym systemem sterowania. Aktualnie ten system jest uważany za największego gwaranta bezpieczeństwa. SIS ma jednak określoną zawodność działania, może w pewnych sytuacjach nie zadziałać prawidłowo. Niezawodność tego systemu musi być dopasowana do ryzyka wytwarzanego przez obiekt. Systemy sterowania związane z bezpieczeństwem odpowiadają za wykonywanie funkcji bezpieczeństwa. SIS musi działać prawidłowo we wszystkich możliwych do przewidzenia warunkach. Zwiększanie bezpieczeństwa to nie tylko niedopuszczenie do przekraczania parametrów procesu. Działanie systemu bezpieczeństwa to także niedopuszczanie pracowników w obszar niebezpieczny, tworzony zwłaszcza przez pracujące maszyny. Nadzór nad obszarami niebezpiecznymi zapewnia system osłon stałych i ruchomych, kurtyny świetlne, skanery laserowe, maty bezpieczeństwa, itp. Wejście pracownika w obszar
niebezpieczny najczęściej skutkuje zatrzymaniem maszyny czy linii lub zmianą działania instalacji. Niestety, w dobie obecnej, pracownicy muszą często przebywać w obszarach zwiększonego ryzyka (rurociągi, zbiorniki, itp.). Należy pamiętać, że układ sterowania bezpieczeństwem nie stanowi pełnej, wystarczającej ochrony dla obsługi i osób postronnych, które mogą się potencjalnie znaleźć w otoczeniu maszyny. Układ bezpieczeństwa zabezpiecza głównie przed zagrożeniami stwarzanymi przez pracującą maszynę, a zwłaszcza jej ruchome elementy oraz odpowiada za nieprzekraczanie pewnych parametrów krytycznych procesów objętych monitoringiem. Układ bezpieczeństwa nie zabezpiecza przed zagrożeniami wynikającymi z zastosowania w maszynach pewnych mediów nieobjętych nadzorem, jak sprężone powietrze, płyny pod ciśnieniem, cyrkulujące niebezpieczne gazy, para wodna o wysokiej temperaturze, pękające elementy korpusów czy rurociągów, itp. Bezpieczeństwo tych obiektów można zwiększyć przez opracowanie odpowiednich procedur obsługi i postępowania personelu. Przedstawione powyżej poziomy zabezpieczeń mają na celu zapobiegać pojawieniu się sytuacji awaryjnej. Następne poziomy zabezpieczeń są uruchamiane w stanach awaryjnych, gdy poprzednie systemy zabezpieczeń nie potrafiły zatrzymać rozwoju sytuacji niebezpiecznych. Te poziomy zabezpieczeń
CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018 15
T E M AT N U M E R U
I B ezpieczeństwo
w sytuacjach awaryjnych. Poprawność działania tych służb, stopień przygotowania personelu, szybkość reagowania oraz ich niezawodność powinny być cyklicznie sprawdzane. Polski system przeciwdziałania poważnym awariom przemysłowym wprowadza dwuczłonowy lub dwupoziomowy system kontroli i nadzoru: poziom „kontroli operacyjnej” oraz poziom „nadzoru państwowego”. Ten pierwszy należy do właściwości organów Państwowej Straży Pożarnej (PSP), drugi – do ministra środowiska. Komendant powiatowy PSP w zakładach stwarzających zagrożenie wystąpienia awarii przemysłowych ustala spełnienie wymogów bezpieczeństwa, a w szczególności ustala, czy: • podjęto środki zapobiegające wystąpieniu awarii przemysłowej, • zapewniono wystarczające środki ograniczające skutki awarii przemysłowej w zakładzie i poza jego granicami, uwzględniając skutki transgraniczne, • dane zawarte w dokumentach wymaganych przez ustawę niezbędne do opracowania zewnętrznego planu operacyjno-ratowniczego, przedkładane właściwym organom PSP, są rzetelne i odzwierciedlają stan bezpieczeństwa w zakładzie.
FOT. 2 Zdjęcie wieży ognia (flare tower) źródło: https:// www.fluenta.com/ uncategorised/what-isflare-gas-and-why-is-itimportant/
mają działać jako bariera służąca do ograniczenia i łagodzenia skutków wytworzonego zagrożenia. Do piątego poziomu zabezpieczeń są zaliczane te urządzenia, które nie potrafią zatrzymać rozwoju sytuacji awaryjnych, ale mogą ograniczyć ich skutki. Najczęściej są tutaj wymieniane membrany bezpieczeństwa lub zawory ciśnieniowe. Uniemożliwiają one wzrost ciśnienia mogącego zniszczyć zbiorniki lub rurociągi, ale powodują wypływ niebezpiecznego czynnika do atmosfery. Po zadziałaniu tych elementów na ogół są potrzebne działania serwisowe, niemożliwy jest szybki powrót typu reset do sytuacji wyjściowej. W przemyśle chemicznym często są również stosowane tzw. emergency vent scrubbers, czyli systemy pochłaniające niebezpieczne, toksyczne gazy oraz tzw. flare towers, czyli wieże ognia, w których następuje spalanie tych gazów. Następny poziom zabezpieczeń, który powinien zadziałać po zaistnieniu awarii, to układy gaśnicze, zraszacze, kurtyny wodne itp. Zaliczają się tutaj również alarmy, śluzy bezpieczeństwa, tamy, sadzawki bezpieczeństwa, do których mają spływać ciecze z uszkodzonego obiektu. Ten poziom zabezpieczeń nie zapobiega powstawaniu awarii, ma tylko minimalizować skutki jej zaistnienia. Ostatni poziom zabezpieczeń dotyczy działań ratowniczych prowadzonych przez służby zakładowe oraz służby lokalne pozazakładowe. Zaliczamy tutaj służby przeciwpożarowe, chemiczne, medyczne, sanitarne. Jednostki takie muszą istnieć w strukturze zakładu, muszą mieć opracowane procedury postępowania
16 CHEMIA PRZEMYSŁOWA 5/2018
Rozwój norm związanych z funkcjami bezpieczeństwa Jeszcze do niedawna istniała idea połączenia norm (EN) ISO 13849 i IEC 62061 w nową pojedynczą normę IEC/ISO 17305. Celem prac miało być opracowanie jednolitej normy dotyczącej maszyn, jak i systemów procesowych. Zgodnie z oczekiwaniami norma IEC/ ISO 17305 miała wejść w życie w roku 2017 jako jednolita globalna norma bezpieczeństwa, umożliwiając jej użytkownikom uniknięcie problemów powstających przy próbach stosowania się do dwóch podobnych, ale jednak odrębnych norm. Projekt IEC/ ISO 17305 został jednakże zawieszony. Decyzja ta została uzasadniona głównie niezdolnością komisji do prowadzenia prac zgodnie z harmonogramem, co wynika z faktu, że pomiędzy normami (EN) ISO 13849 i IEC 62061 istnieją znaczące różnice, które muszą zostać wyeliminowane.
Literatura
[1] http://www.industrial-monitor.pl/informacje/bezpieczestwo/3031 bezpieczeństwo procesów przemysłowych [2] http://www.kierunekchemia.pl/artykul,5388, [3] http://www.schmersal.pl [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_safety_systems [5] http://www.endress.home.pl [6] Kramarek W.: Strategia bezpieczeństwa maszyn i instalacji, Journal of machine engineering, Wrocław, 2012. [7] Kramarek W.: Konstrukcje wewnętrznie bezpieczne, Mechanik, nr 4/2015. [8] Dźwiarek M.: Systemy lokalizacji w czasie rzeczywistym w bezpieczeństwie maszyn, Mechanik nr 07/2015. [9] Kramarek W.: Zagadnienia bezpieczeństwa elektrowni jądrowej, Mechanik, nr2/2016, str.125-128.