Hotoil-systemet ved Hammerfest LNG

hotoil Det turkise området viser skjematisk strømproduskjon, varmegjenvinning og hot oil-systemet (system 81 og 50) Kilde: Equinor System 50 er hot oil systemet . Credit: Equinor

Det antas at den direkte årsaken til brannen på Melkøya 28. september var antenning av «hot oil» i luftinntaket på turbin 4. Hotoil benyttes på Hammerfest LNG som varmeoverføringsmedium, og sirkulerer blant annet gjennom en varmeveksler (anti ice-heater) som skal varme opp luften i luftinntaket på turbinene. Tilførsel av hotoil fôret brannen og gjorde slukkearbeidet utfordrende. Tilførsel av olje stammer trolig fra en lekkasje av hot oil som følge av manglende etterstramming av en eller to flenser etter vedlikeholdsarbeid. Hotoil-lekkasjen har dekket store deler av luftfilterne i turbinen og dannet et meget brannbart miljø som trolig har selvantent.  

Vedlikeholdsfeil forrårsaket hotoil-lekkasje

Tre uker før brannen var anti ice-heateren på turbin 4 (1380-81-HE-401) meldt inn for vedlikehold. Kilder sier til Bellona at ble utført vedlikehold på hotoil-systemet under stansen i forkant av brannen. Et eksternt arbeidslag har utført kampanjebasert vedlikehold på hotoil-systemet. Det skal ha vært krangling om kampanjevedlikeholdet der eksterne kommer inn og gjør jobber mens Hammerfest LNG skal se til at arbeidet er korrekt utført.

Manglende styring resulterte i forvirring mellom ulike arbeidslag om kampanjevedlikeholdet. Under kampanjevedlikeholdet var en eller to flenser på hot-oil-systemet i luftfilteret på turbin 4 ikke etterstrammet. Rørflensenes funksjon er å koble sammen to rør. Da disse ikke var tilstrekkelig koblet sammen oppstod det en lekkasje av hot oil i luftfilterene i luftinntaket på turbinen. Det er den faste Equinor-stabens ansvar å etterstramme, og dette får Bellona opplyst skal være rutine. Det er svært strengt at ettersyn utføres. Manglende etterstramming av flenser på hot oil-systemet viser mangelfullt ettersyn av Hammerfest LNG.

Det kan ikke utelukkes at menneskelige feil er årsaken til at flensene på hotoil-systemet ikke var tilstrekkelig etterstrammet.

Turbin 4 var ikke i drift, men ble tilført hotoil for å kjøle den ned. Lekkasjen kan ha selvantent.

Equinor har gjentatte ganger uttalt at turbin 4 ikke var i drift da brannen starter. Kilder sier til Bellona at hot oil-systemet var under oppvarming og at turbin 4 ikke var i drift.  Da hotoil ble for varmt ble de-iceren på turbin 4 benyttet for å kjøle ned hotoilen. Siden flensene ikke var etterstrammet oppstod en lekkasje av brennbar hotoil. Det var lite sirkulasjonen av luft og temperaturen økte.

På bakgrunn av informasjon Bellona har mottatt fra kilder, antar Bellona at hotoil-lekkasjen har vært stor og dannet en svært brennbar atmosfære i luftinntaket. Temperaturen på oljen er ca 260°C og det antas å danne vesentlige mengder oljeholdig damp ved luftfilterne som trolig også er av brennbart materiale. Det brennbare miljøet anslås å være svært lett antennelig. Den eksakte tennkilden er foreløpig ukjent, men det kan ikke avvises at selvantenningstemperaturen i miljøet er lavere enn selvantennelsestemperaturen til ren hotoil (348 °C).

Selvantennelse i fibermateriale innsatt med olje er relativt vanlig, og en rekke store industribranner har startet nettopp på denne måten. Enkelte oljer begynner å reagere med oksygen allerede ved ganske lave temperaturer. Som all annen oksidasjon skjer dette med varmeutvikling, og hvis dette foregår inne i et luftfilter slipper ikke varmen ut. Temperaturen øker gradvis, og blir til slutt så høy at oljen begynner å brenne med åpen flamme. Det er i denne sammenheng ikke nødvendig at filteret selv kan brenne. Faren for selvantennelse er avhengig av egenskapene til oljen, og det er kjent at oljer medfører stor risiko for selvantenning i kombinasjon med fibermaterialer.

Kilder sier til Bellona at politiet og Petroleumstilsynet også jobber etter sporet om lekkasjen av hot oil stammer fra en flens i luftinntaket.

Alvorlig konstruksjonsfeil hindret Equinor i å stenge tilførselen av hotoil

Hot oil-lekkasjen lot seg ikke stanse etter antenning og skapte en voldsom og langvarig brann. Hammerfest LNG har ikke klart å isolere hot oil-systemet til turbinen for å hindre kontinuerlig tilførsel av store mengder olje over lang tid. Det tyder på alvorlig konstruksjonssvakhet ved anlegget. Det burde vært fjernopererte avsteningsventiler og nødavstengingsventiler for hotil og mulighet for seksjonering.

Hotoil har vært et problem lenge. Equinor har undervurdert risikoen og konsekvens for lekkasjer

I Equinors vedlikeholdsprogram, SAP, finnes det 37 notifikasjoner knyttet til lekkasjer av hot oil ved luftinntaket til turbinene i perioden 2007-2020. Det tyder på at Hammerfest LNG i lang tid har hatt utfordringer med lekkasjer på hot oil-systemet uten at nødvendige tiltak har blitt iverksatt for å redusere risiko for brann tilstrekkelig. Petroleumstilsynet har så langt Bellona erfarer ikke blitt varslet om uønskede hendelser knyttet til hot oil-lekkasjer. Det viser at Hammerfest LNG ikke har vurdert lekkasjer av hot oil i luftinntaket på turbinene som en alvorlig sikkerhetsproblem. Vernetjenesten har varslet om hotoil-lekkasjer i 2016, 2019 og 2020. Det ble varslet om olje i luftfilterne på turbin våren 2020 uten at aksjoner ble utført.

sap 2 Utsnitt fra SAP som viser at anti ice varmevesksleren for hotoil i luftinntaket på turbinen har lav kritikalitet og eneste kosekvens er ansett som intern lekkasje. Credit: Equinor

Utklippet fra Equinors vedlikeholdssystem SAP i Figur 2 viser at krititalitetsvurdering er satt til «Low» på helse, miljø og sikkerhet. Utstyr som har lav kritikalitet på dette punktet vil ha mindre vedlikehold enn om kritikaliteten var satt høyere.

Redusert vedlikehold har gått ut over sikkerheten

11.08.2016 ble det opprettet en notifikasjon i vedlikeholdssystemet SAP om at det var et alvorlig problem med anti iceren. Den skulle ha vært reparert innen 5 dager, men dette skjer ikke på grunn av manglende ressurser. 29.11.2019 blir det skrevet en ny notifikasjon på det samme utstyret (hotoil-lekkasje), men denne gangen er tidsfristen 45 dager. Dette er et eksempel på at tidsfrister for vedlikehold er utvidet i Equinor i nyere tid. Bellona erfarer fra kilder at hendelsen er så alvorlig at 45 dager er altfor lang tid for å iverksette tiltak.

Det er to ulike typer filter. Den ene typen ble byttet hvert år, den andre hvert annet år.  Kostnaden ved å bytte filter var ca 300.000kr. Etter 2016 ble frekvensen på luftfilterbytte endret til «ved behov» for å spare kostnader. Vernetjenesten har varslet ledelsen om risikoen ved økt vedlikeholdsfrekvens på filterbytte. Kilder sier til Bellona at de ikke har vært byttet på lenge. For å redusere risiko for brann er det viktig å følge vedlikeholdsprogram for rengjøring av luftfilter.

Ledelsen ved Hammerfest LNG har redusert vaskearbeidet på turbinene. Det har medført redusert antall ganger man kan gjøre større vedlikeholdsarbeid på hotoil-systemet.  På turbin 4 har vedlikehold av anti-icer vært ekstra viktig da turbinen har slitt med vibrasjoner som gir en ekstra belastning på hotoilsystemet.

Fortsatt my uoppklart i hotoil-systemet

Det må undersøkes hvor mye hot oil som finnes i anlegget totalt, og hvor mye hot oil som potensielt og faktisk ble tilført luftinntaket på turbin 4. Det må klarlegges hvor lang tid det tar å forvarme hot oil-systemet og hvilken temperatur hot oil hadde ved branntidspunktet.

Det må klargjøres hvorfor hot oil ikke lot seg isolere, slik at tilførsel av ny olje ikke lot seg stanse. Konstruksjonssvakhet i hot oil-systemets konstruksjon må granskes. Risikovurderingen av hot oil-systemet må også undersøkes. Manglende opplæring/kompetanse bør også inngå i undersøkelsen.

Kilder sier til Bellona at flenser på hot oil-systemet i luftinntaket på turbin fire ikke var tilstrekkelig trukket til etter kampanjevedlikeholdet. Årsaken til manglende ettertrekking må klargjøres. Eksterne selskapers og Equinors ansvar må klargjøres.

Bakgrunnsinformasjon om hotoilsystemet

Kraften som kreves ved LNG-anlegget på Melkøya er produsert lokalt av fem gassturbiner hver med hot oil (hetolje, varmeoverføringsolje) varmegjenvinningsenheter for prosessvarmeforsyning rundt på anlegget, deriblant forvarming av luft til turbin. Hetoljen er av typen Statoil Therm oil 30.

På Snøhvit Tog I er det valgt å distribuere varmen ved hjelp av en hot oil-krets som som tar opp overskuddsvarme fra røykgass på 450° C ut fra gassturbinene i anlegget. Hot oil varmes opp til 260°C, og går så i en lukket krets ut til varmeforbrukerne før den returnerer til nytt varmeopptak ved 140°C[1] . Årsaken til at det er valgt å distribuere varmen ved hjelp av hot oil istedenfor damp er at damp vil fryse ved stopp i anlegget på kalde vinterdager. Hot oil har en selvantennelsestemperatur på 348°C[2], og et flammepunkt på 236°C[3].

 

hotoil Det turkise området viser skjematisk strømproduskjon, varmegjenvinning og hot oil-systemet (system 81 og 50) Kilde: Equinor System 50 er hot oil systemet . Credit: Equinor

Luftinntaket ved turbinene er utstyrt med en varmeveksler for å hindre ising. Denne varmeveksleren kalles anti ice heater og benytter hot-oil som varmemedium. Varmeveksleren er laget i titan og produsert av Alstom.

Hot oil kan varmes i en egen kjele i samme område som turbinene, og pumpes under trykk rundt på anlegget for bruk i hele prosessen. Hot oil-kjele skal ikke brukes i normal drift. Den er i drift ca 10 dager i året og under revisjonsstanser. Det er en del av Hammerfest LNGs tennkildekontroll. I 2011 ble det initiert 2 ukentlig forebyggende vedlikehold frem til at brannspjeldene på turbinene viser pålitelighet til at vedlikeholdet kan reduseres. Brannspjeld og ventiler skal ha en definert lukketid. Dersom dette feiler så har praksis hvert at man prøver. Bellona erfarer at det har vært utført tester der spjeldene først virket på fjerde forsøk og da ble rapportert som at de virket.

Det skal utføres daglig sjekk av aktuator på innløpsspjeld mht ising til alle turbiner. Eksosen på hetolje utløper ved i høyde på 39,8 m. Luftinntaket er 10 meter over bakken [1].

Forventet online (i drift) vaskefrekvens er mindre enn ukentlig. Offlinge vaskefrekvens (turbinstans) er hver tredje til fjerde uke[2] .

Dersom det blir oljelekkasje i luftinntaket under turbindrift kan oljen så blir dette sugd rett inn i turbinen og utløse brann.

hotoil2 Luftinntak og luftfilter på turbin. Credit: Equinor

luftinntak Skjematisk tegning av luftinntaket på turbin. Credit: Equinor

[1] Brev fra Equinor til Ptil, Svar på rapport etter tilsyn med elektro og sikkerhet[…], 28. september 2011.

[2] Equinor presentasjon

[1] Nesse, S., Hammerfest LNG – Energianlegg, Konsekvensutredning. OED, 2002

[2] Østerbø, Astrid M. LNG anlegg drevet av kraft fra nettet, masteroppgave NTNU, online

[3]Equinor, STATOIL THERM OIL 30, Datablad