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FICHE D’ANALYSE DE RISQUES LIES AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES Décembre 2016 Réf.

FICHE D’ANALYSE DE RISQUES LIES AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES Décembre 2016 Réf. : INERIS - DRA-16-156712-01696A Page 1 sur 9 PREAMBULE Cette fiche constitue une synthèse du guide pour la prise en compte des chaudières industrielles dans la rédaction d’une étude de dangers (Rapport [1], appelé guide chaufferies dans la suite de ce document). Elle pourra être utilisée comme support pour les analyses de risques et lecture critique d’études de dangers / études de sécurité relatives aux chaudières à vapeur, à tubes d’eau ou tubes de fumées, utilisant du combustible gazeux (gaz naturel) ou liquide (fioul domestique, fioul lourd ou biodiesel) et pouvant démarrer au propane. Le guide a vocation à fournir des éléments pour faciliter la réalisation des EDD des chaufferies ou des sites comportant ces installations, ainsi que leur instruction. Notamment, des informations sur l’état de l’art, les scénarios d’accidents pouvant être générés par une chaudière et les barrières de sécurité associées, les distances d’effets types des phénomènes dangereux, les probabilités types des événements, etc. sont présentés. Différents volets de l’EDD pourront ainsi s’appuyer sur des éléments développés dans le guide. La présente fiche fournit des éléments techniques tels qu’une description succincte des installations, une synthèse de l’analyse du retour d’expérience, une présentation des scénarios d’accidents liés à la chaudière elle-même, des résultats de modélisation et des données de fréquences de perte de confinement. La fiche ne détaille pas les scénarios d’accidents générés par les installations liées au combustible liquide et gazeux (citerne de dépotage, bacs de stockage, poste de préparation du fioul lourd, pompes et tuyauteries) ni les installations liées à l’utilisation de propane (bouteilles et tuyauteries). Ces installations sont néanmoins couvertes dans le guide chaufferies. La fiche devra être utilisée en prenant en compte les spécificités de chaque site étudié. Son contenu ne se substitue pas à la réglementation en vigueur. Les barrières de sécurité présentées sont une compilation de bonnes pratiques et d’exigences réglementaires, et qui ne représentent pas un minimum requis. DESCRIPTION Installations liées aux chaudières industrielles Une chaudière est un système qui utilise un combustible pour apporter de l’énergie à un fluide caloporteur et fournir ainsi un fluide avec des caractéristiques imposées par l’utilisation qui en sera faite. Dans le cas des chaudières à vapeur, le fluide caloporteur est de l’eau. Ce type de chaudière se compose de deux compartiments distincts : un dans lequel brûle le combustible (brûleur) et un autre dans lequel l'eau est chauffée. Le guide chaufferies couvre deux types de chaudière à vapeur, dénommées d'après le fluide qui circule à l'intérieur des tubes :  Les chaudières à tubes de fumées, parcourus intérieurement par les gaz de combustion ;  Les chaudières à tubes d’eau, parcourus intérieurement par l’eau et l’émulsion eau-vapeur. Le principe de fonctionnement de ces types de chaudière est illustré ci-après. Il existe une multitude de combustibles possibles pour alimenter une chaudière, chacun présentant avantages et inconvénients en termes d’émissions et de rendement principalement. On peut citer à titre d’exemple le charbon, le fioul (lourd ou domestique), le biodiesel, le gaz naturel, la biomasse. Dans certains cas, du propane peut être utilisé lors des phases de (re)démarrage des chaudières. Il s’agit alors du combustible d’alimentation des allumeurs des brûleurs. En général, le propane est stocké sous forme liquéfiée sous pression dans des bouteilles entreposées dans un local dédié. FICHE D’ANALYSE DE RISQUES LIES AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES Décembre 2016 Réf. : INERIS - DRA-16-156712-01696A Page 2 sur 9 Schéma de principe d’une chaudière à tubes de fumées (à gauche) et d’une chaudière à tubes d’eau (à droite) – Source : Académie de Poitiers Analyse du retour d’expérience Répartition des phénomènes parmi les cas impliquant des chaudières gaz Source : BARPI (175 événements, entre 1972 et 2014) Répartition des phénomènes parmi les cas impliquant des chaudières fioul Source : BARPI (87 événements, entre 1972 et 2014) Phénomènes dangereux associés Les phénomènes dangereux pouvant être générés lors de l’exploitation de chaudières à vapeur, à tubes d’eau ou tubes de fumées, utilisant du combustible gazeux (gaz naturel) ou liquide (fioul domestique, fioul lourd ou biodiesel) sont listés ci-après. Les phénomènes dangereux liés au combustible liquide et gazeux et à l’utilisation de propane sont également présentés, même s’ils ne sont pas étudiés plus en détails dans le cadre de cette fiche. FICHE D’ANALYSE DE RISQUES LIES AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES Décembre 2016 Réf. : INERIS - DRA-16-156712-01696A Page 3 sur 9 Combustible liquide Dépotage o Feu de nappe o Pressurisation lente citerne o Explosion du ciel gazeux citerne o Pollution Stockage o Feu de cuvette o Pressurisation lente de bac o Explosion du ciel gazeux du bac o Feu de bac o Boilover (classique ou couche mince) o Pollution Transfert o Feu de nappe o Pollution Transfert de combustible gazeux Stockage de propane o Feu torche o (U)VCE / Flash fire o Feu torche o (U)VCE / Flash fire o BLEVE de bouteille Chaudières à tubes d’eau ou à tubes de fumées Brûleur / chambre de combustion o Explosion de la chambre de combustion Capacité d’eau o BLEVE de la capacité d’eau o Eclatement de la calandre Surchauffeur (pour tubes d’eau) o Eclatement du surchauffeur NŒUDS PAPILLON Les nœuds papillon présentés ci-après peuvent servir de support pour les analyses de risques relatives aux chaudières industrielles présentes sur des installations classées soumises à autorisation. Ils détaillent les événements redoutés suivants : - Accumulation de gaz ou de vapeurs inflammables dans la chambre de combustion avant redémarrage, conduisant à une explosion de la chambre de combustion ; - Surpression dans la capacité d’eau, conduisant à un BLEVE de la capacité d’eau ; - Arrivée d’eau sur les tubes de fumée surchauffés et vaporisation brutale d’eau, conduisant à un éclatement de la calandre ; - Surpression dans le surchauffeur, conduisant à un éclatement du surchauffeur. Notes : - Pour rappel, les scénarios d’accidents générés par les installations liées au combustible liquide et gazeux (citerne de dépotage, bacs de stockage, poste de préparation du fioul lourd, pompes et tuyauteries) et par les installations liées à l’utilisation de propane (bouteilles et tuyauteries) ne sont pas présentés dans le cadre de cette fiche. Ils sont traités dans le guide chaufferies ; - Le feu de nappe dans la chaufferie suite à une perte de confinement sur la tuyauterie de transfert du combustible liquide peut ne pas être retenu dans le cadre de l’étude de dangers si la chaufferie est par exemple équipée de murs coupe feu 2 heures et que l’exploitant s’engage sur la possibilité d’éteindre le feu dans ce délai (à voir au cas par cas selon la nature du feu, les moyens et l’efficacité des services d’incendie et de secours) ; - L’explosion de la chaufferie suite à une perte de confinement sur la tuyauterie de transfert du combustible gazeux a été étudiée dans le guide chaufferies. Différentes tailles de fuite et matériaux constitutifs du local (bêton ou bardage) ont été pris en compte, et l’influence des surfaces éventables a été mise en avant. FICHE D’ANALYSE DE RISQUES LIES AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES Décembre 2016 Réf. : INERIS - DRA-16-156712-01696A Page 4 sur 9 L’identification des barrières de sécurité pouvant intervenir en prévention ou en protection des scénarios d’accidents liés à la chaudière, mais également générés par les installations liées au combustible liquide et gazeux et liées à l’utilisation de propane, s’est appuyée sur des référentiels réglementaires, normatifs ou de bonnes pratiques. Les textes principaux encadrant ces équipements sont les arrêtés de la rubrique 2910-A de la nomenclature des ICPE relative aux installations de combustion, traitant le risque d’incendie et d’explosion dans la chaufferie engendrant des effets majeurs pour l’environnement industriel :  L’arrêté du 26 août 2013 modifiant l'arrêté du 25 juillet 1997 relatif aux prescriptions générales applicables aux ICPE soumises à déclaration sous la rubrique n° 2910 (Combustion) ;  L’arrêté du 26 août 2013 relatif aux installations de combustion d'une puissance supérieure ou égale à 20 MW soumises à autorisation au titre de la rubrique 2910 et de la rubrique 2931. Il est à noter que les barrières de sécurité présentées ici ne sont pas exhaustives et ne doivent pas être considérées comme des exigences. Ce sont des propositions en vue de faciliter l’analyse de risques. Leurs performances sont à évaluer en fonction du contexte dans lequel elles sont utilisées. La pertinence des barrières de sécurité et des évènements initiateurs est à vérifier pour chaque site. FICHE D’ANALYSE DE RISQUES LIES AUX CHAUDIERES INDUSTRIELLES Décembre 2016 sss Réf. : INERIS - DRA-16-156712-01696A Page 5 sur 9 Chambre de combustion et capacité d’eau de la chaudière NP1 NP2 Accumulation de gaz ou de vapeursinflammables dans la chambre de combustion avant re-démarrage Arrêt de la chaudière suite à perte ou absence de flamme Fuite sur organe combustible (ex: vanne) en phase d'arrêt de la chaudière Excès ou défaut de comburant Chaud_PhD1a: Explosion de la chambre de combustion (TE) Chaud_PhD1b: Explosion de la chambre de combustion (TF) Débit faible / nul d'extraction des fumées de combustion Excès ou défaut de combustible (ex: bouchage d'une buse) Chaud1: Couper l'alimentation uploads/Industriel/ dra-16-156712-01696a-fiche-synthese-chaufferie-0-pdf.pdf