ارزیابی ریسک مخازن ذخیره و نگهداری مواد شیمیایی یک شرکت پتروشیمی و بررسی اثرات آن بر مناطق مسکونی و صنعتی مجاور

 

علی علیزاده، محمد حسین مهدی غلامی، سیاوش درفشی

امور HSE پتروشیمی تبریز، شرکت ملی صنایع پتروشیمی

 

چکیده

امروزه اتخاذ تصمیم های كلیدی در صنعت بدون شناسایی و ارزیابی مخاطرات احتمالی امكان پذیر نمی­ باشد. از این رو آشنایی با روش های شناسایی عوامل بالقوه خطر و بكارگیری صحیح آنها متناسب با فعالیت، عامل مهمی در جهت پیاده­ سازی و حفظ سیستم های مدیریت ایمنی و زیست محیطی و كاهش هزینه های ناشی از آنها خواهد گردید و امكان مقابله صحیح و واكنش مناسب در زمان وقوع خطرات را امكان پذیر می سازد. با پیچیده شدن سیستم ها، شناسایی منابع خطا و متغیرهای مؤثر در توزیع، شدت و عدم قطعیت، با استفاده از روش های سنتی و متداول به سهولت انجام نمی گیرد. لذا دستیابی به سطح معینی از درجه اطمینان و مشخص نمودن اجراء نامطمئن سیستم، نیاز به استفاده از روش های ارزیابی جدیدی دارد. در این مقاله با معرفی روش های مختلف ارزیابی ریسک، مخاطرات عملیاتی مخازن ذخیره و نگهداری مواد شیمیایی یک شرکت پتروشیمی  ارزیابی شده و اثرات آن بر مناطق مسکونی و صنعتی مجاور مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج اولیه ارزیابی حاکی از آن است که برای سناریوهای مشخص شده می توان نقاط امنی برای استقرار نیروی انسانی و یا استقرار تجهیزات مدیریت بحران و فرماندهی کنترل شرایط اضطراری در منطقه خارج از محوطه مخازن ذخیره در نظر گرفت.

 

واژه‌های کلیدی: مخاطرات عملیاتی، آنالیز احتمالات، مدیریت ایمنی، قابلیت اطمینان، مدل سازی پیامدها، آنالیز كمی ریسك، ارزیابی ریسك، پراكنش، آنالیز كیفی ریسك، روش DOW Index، نرم افزار PHAST

 

1- مقدمه

ایمنی صرفا یك وظیفه در كنار وظایف دیگر نیست، یك ضرورت برای بقاء، پایداری، پایه ریزی برای تولید مطابق برنامه، تولید هدفمند و بستری برای توسعه است. به بحث ایمنی باید از دیدگاه ضرورت نگاه كرد. حوادث به دلایل مختلف رخ می دهند، پس قابل پیش بینی و پیشگیری هستند. جهت پیشگیری از حوادث ابتدا باید عوامل بالقوه بروز آنها را شناسایی نمود. این عوامل شامل مخاطرات كوچك و بزرگ، پنهان و آشكار می باشند. در جامعه امروزی که اکثرا با سیستم های پیچیده سروکار دارد، از کار افتادن سیستم می‌تواند موجب وقوع اختلال در سطوح مختلف شود و حتی به عنوان تهدیدی برای جامعه و محیط زیست تلقی گردد. شیوه‌های ارزیابی قابلیت اطمینان از نظر تاریخچه پیدایش، ابتدا در ارتباط با صنایع هوافضا و کاربردهای نظامی شکل گرفت. ولی سریعا توسط صنایع فولاد و شیمیایی که هر ساعت از توقف آنها به علت وقوع خطا می‌تواند موجب تحمیل خسارت های بزرگ مالی و جانی و آلودگی محیط زیست شود، مورد توجه قرار گرفت[1].

در صنایع  تکامل یافته عصر جدید، مخاطرات بسیار زیادی پنهان گردیده اند. اما برخی از آنها در صورت ظهور، توانایی آسیب رساندن را نداشته و برخی دیگر احتمال وقوع و اثرگذاری خواهند داشت. از اینرو شایسته است تا بتوان به كمك روش های مناسب این احتمال رخداد را برآورد نمود. لذا تابعی به نام ریسك وابسته به دو متغیر شدت و احتمال را می توان تعریف نمود كه شناسائی مخاطرات تنها در كنار این تابع ریسك معتبر و صحیح خواهد بود[2].

بخش شناسایی مخاطرات و آنالیز كیفی ریسك به همراه بخش حذف، اصلاح، كنترل و پایش ریسك از مهمترین و ضروری ترین و فنی ترین احتیاجات مهندسین مشاور، مهندسان ایمنی و فرآیند كلیه صنایع می باشد. پس از شناسایی مخاطرات و تعیین كیفیت ریسك آنها، مخاطراتی را كه از كیفیت ریسك متوسط و بالایی برخوردار هستند جهت ارزیابی كمی ریسك بررسی خواهیم نمود. هدف اصلی مدیریت ریسک تعیین میزان عدم قطعیت سیستم مورد مطالعه، هزینه ناشی از آن، ارائه راهکارهای کاهش آن (درصورتیکه بیش از حد مجاز می‌باشد) و تعیین میزان هزینه راهکار ارائه شده می‌باشد که به صورت یک حلقه تکراری مراحل مذکور بررسی شده و مورد بازنگری مجدد قرار می گیرد تا سیستم بر مبنای استانداردهای مورد نظر در حالت ایمن قرار گیرد[2].

 

2- مدیریت مخاطرات

ریسک همان ترکیب عدم حتمیت (احتمال) و زیان (پی آمد) به شکل های مختلف می‌باشد. یکی از متداول­ترین این ترکیب ها حاصل ضرب احتمال در پیامد است که در بسیاری از منابع مورد تائید قرار گرفته است [3].

بخش شناسایی مخاطرات و آنالیز كیفی ریسك بهمراه بخش حذف، اصلاح، كنترل و پایش ریسك از مهمترین و ضروری ترین و فنی ترین احتیاجات مهندسین مشاور، مهندسان ایمنی و فرآیند كلیه صنایع می باشد. پس از شناسایی مخاطرات و تعیین كیفیت ریسك آنها، مخاطراتی را كه از كیفیت ریسك متوسط و بالایی برخوردار هستند جهت ارزیابی كمی ریسك بررسی خواهیم نمود.

در مرحله تشخیص خطر می توان از روش های متعددی برای كشف پتانسیل بروز حوادث استفاده كرد. معروفترین روش شناسایی مخاطرات در فرآیندهای شیمیایی، مخاطرات و قابلیت عملكرد HazOp)2  )می باشد. دراین روش جامع، ریسك شناسایی خواهد شد اما نكته قابل توجه این است که در این روش، تنها مخاطراتی مورد توجه قرار خواهند گرفت كه به انتشار مواد خطرناك از دستگاه ها مربوط باشند. در مرحله بعد پیامدهای انتشار مواد به فضای بیرون و محوطه سنجیده خواهد شد بگونه ای كه بتوان شدت یا بزرگی حوادث محتمل بعدی را تعیین كرد. یكی از راهكارها آنست كه چگونگی حركت، تغییرات فیزیكی و شیمیایی از هنگام تخلیه به محیط تا مكان تاثیرگذاری به صورت بسیار دقیق مدل سازی شود. این روند مراحل رهایش3، پراكنش4 و تاثیرگذاری را در بر می گیرد. در این مسیر تعیین پیامدها بصورت كاملا كمی انجام می شود بطوریكه مستلزم دراختیار داشتن مدل های معتبر و نرم افزارهای كارآمد و سریع خواهد بود. برآورد كیفی پیامدها یا به بیان دقیقتر، رده بندی شدت پیامدها نیز امكان پذیر است. در این روش، پیامدها به صورت كاملا تخمینی و ذهنی5 تعیین می شوند. هرچند این روش بیش از حد سلیقه ای بنظر می رسد، اما ممكن است در برخی از موارد عملی تر باشد.

در مرحله بعدی احتمال بروز حوادث برآورد خواهد شد. در این راستا بررسی احتمال بروز حوادث از طریق كشف و بررسی نقش و میزان تاثیر روابط علت- معلولی میان ساز و كارهای سیستم در تاثیر نهایی یك حادثه انجام می شود. بطور سنتی، مرسوم ترین ابزار این كار استفاده از درخت خطا6 و درخت رویداد7 بوده است. این نمودارها براساس شناخت از فرآیند مورد بررسی و شرایط پیرامونی تاثیرگذار بر آن رسم و با استفاده از اپراتور منطقی و روابط جبر بولی تفسیر می شوند. در صورتی كه نتایج كمی مورد نظر باشد، باید داده های آماری مرتبط با احتمال خرابی موجود سیستم را در آنها وارد كرد. اما در شرایطی كه داده های فوق الذكر در رابطه با اجزای سیستم موجود نباشد هدفگذاری با تعیین احتمال بصورت كیفی دیده خواهد شد. در پایان جهت مقایسه اولویت سناریوهای مختلف حوادث، آنها را نه برحسب تاثیر یا احتمال بروز، بلكه برحسب ریسك یعنی تركیب این دو عامل طبقه بندی می كنند. بطور خلاصه می توان هدف از ارزیابی ریسک را بصورت زیر نشان داد:

 

1- تعیین سناریوهای حادثه طراحی شده

2- مقایسه مشخصات طراحی با مشخصه های عملکردی

3- ارزیابی پیش بینی‌های کاهش ریسک با اقدامات اصلاحی

4- ارزیابی اثر بخشی دستورالعمل‌ها و تجهیزات حساس ایمنی

 

3- روش های شناسایی مخاطرات

باتوجه به اینکه در فرایندهای عملیاتی شناسایی تمامی مخاطرات و جمع آوری اطلاعات مربوط به هر یک از آنها از نقطه نظر هزینه و زمان اجرا بهینه نمی باشد لذا از روش دیگری مرسوم به تعریف سناریو استفاده می‌کنند. دراین روش سناریوهایی تعریف می‌شود و با استفاد‌ه از روش های خاصی، اثرات و پیامدهای آنها را مورد مطالعه قرار می دهند و بعد از شناسایی خطرات مربوطه میزان ریسک و هزینه مربوطه را ارزیابی، تجزیه و تحلیل می‌نمایند. مهمترین روش های ارزیابی مخاطرات مورد استفاده در صنایع شیمیایی عبارتند از:

 

-        لیست ها و سیاهه‌های8 عملیات/ سیستم

-         روش (What-If)

-         مطالعات خطرات فرایندی

-         تجزیه و تحلیل اثرات و حالات شکست9

-         تجزیه و تحلیل درخت خطا

-         تجزیه و تحلیل درخت رخداد

 

4- علل اصلی بروز حوادث

علل سخت افزاری مانند اجزای دارای عیب و نقص (ایراد طراحی، ایراد مکانیکی، عیب سیستم های کنترلی، نواقص تجهیزات ایمنی) و تغییر در شرایط عادی عملیاتی (تغییرات پارامترهای اصلی فرآیندی مانند فشار، حرارت، دما)،

علل نرم افزاری مانند خطاهای انسانی و سازمانی ( اشتباهات اپراتور Operator، روش Bypass سیستم های ایمنی، خطاهای ارتباطی، نیروی کار بی تجربه و ناکافی، عدم اثربخشی رویه عملیاتی استاندارد موجود) و حوادث محیطی، برخورد و تصادف خودروها، بلایای طبیعی مانند زمین لرزه، صاعقه، سیل، گردباد و حملات جنگی و خرابکاری از علل اصلی بروز حوادث به شمار می روند.

 

5- لایه های حفاظتی حوادث

لایه های حفاظتی حوادث در صنعت به صورت زیر نشان داده می شود:

 

 

 

نمودار 1 – لایه های حفاظتی حوادث در صنعت

 

 

6- ارزیابی مخاطرات

مطالعه خطرات در واقع بررسی عوامل بالقوه حادثه آفرین سیستم فرآیندی از تمام جوانب بوده که عوامل ایجاد خطر را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد. در این ارزیابی، تمامی خطرهای بالقوه‌ای که می‌توانند در مراحل مختلف سیستم فرآیندی و طراحی واحد در شرایط واقعی بوجود آیند، مورد ارزیابی مجدد قرار می‌دهد. ارزیابی توسط معیارهای مشخص شده راهنماها10 انجام می‌شود. این معیارها ممکن است شامل شدت جریان، فشار، دما و ... باشند. در روش HAZOP هریک از معیارها، شرایط عملیاتی واحد و اختلاف آن با شرایط طراحی، مورد مطالعه قرار گرفته و هرگونه احتمال بروز بالقوه خطر از دیدگاه طراحی، بررسی شده و پیشنهادهای لازم جهت حذف یا کاهش میزان احتمال خطر بالقوه از طریق Action Plans ارائه می‌گردد.

دراین روش ها، فاکتورهای خطای انسانی در کنار توجه به نحوه طراحی دستگاه ها مورد بحث و بررسی قرارگرفته و مشکلات موجود مرتبط با عوامل خطرآفرین(بالقوه) از تمامی جوانب مورد مطالعه قرار می گیرد. در حقیقت در این روش با ایجاد یک روش صحیح مطالعاتی در زمینه کشف نقاط احتمال بروز خطر در واحد مورد مطالعه، راه حل مناسب برای خنثی نمودن یا کاهش منبع بروز خطر تا حدقابل قبول ارائه می‌شود. این مهم از طریق تقسیم بندی واحد به سیستم های مجزا و تهیه مدارک لازم برای هر سیستم و یا زیرسیستم (که نیاز به مطالعه بصورت منفرد دارد) صورت می‌پذیرد که درآن مدارک مربوط به مدیریت ریسک در سیستم های مختلف فرآیند تولید در واحد عملیاتی نیز باید تهیه شوند. لازم بذکر است که در صورت اعمال این روش برای یک واحد عملیاتی و ارایه Action Plans حاصل از آن، زمان راه اندازی مجدد واحد (پس از اعمال موارد پیشنهادی حاصله) نسبت به موقعیت قبل از اجرای مراحل مختلف HAZOP Study دارای خطرات و ریسک کمتری خواهد بود. علاوه بر آن با انجام دقیق ممیزی ایمنی بصورت یکپارچه و همه جانبه، در هر زمان و هر مکان، و رفع عوامل بالقوه خطرزا و حذف شرایط ناایمن، می‌توان از بروز فجایع و حوادث غیرمترقبه به میزان زیادی جلوگیری بعمل آورد.

 

7- متدولوژی راهنمای آتش‌سوزی و سمیت11 FETI

 رتبه بندی FETI بر اساس دو راهنمای ذیل تدوین شده است:

 

-         راهنمای DOW F&EI  (Fire & Explosion Index)

-        راهنمای سمیت موند Mond (Mond’s Toxicity Index)

       

7-1- راهنمای انفجارات و آتش‌سوزی DOW

این راهنما برای تعیین میزان خسارت مورد انتظار آتش‌سوزی، انفجار و وقایع واکنش پذیر بالقوه، کاربرد داشته و همچنین توسط شرکت های بیمه برای تعیین میزان ریسک بالقوه قابل استفاده می‌باشد. کاربرد عمده راهنمای DOW در مرحله طراحی برای شناسایی مناطق آسیب پذیر و در مرحله عملیاتی برای تهیه اطلاعات از خطرات صنعت و پیشنهاد برای ارتقاء پیشگیری های ایمنی می‌باشد. اطلاعات لازم برای استفاده از این راهنما نقشه مکان نمایی صنعت Plot plan بهمراه درک عملیاتی، جریان عملیات و شرایط جاری فرآیندی صنعت نفت، گاز و پتروشیمی است. در این خصوص ضوابط وشرایط استفاده از آن عموما با ضریب ماده، خطرات عمومی عملیاتی و خطرات ویژه عملیاتی SPH بیان می‌شود، که درحقیقت ضریب ماده واحد نرخ ذاتی انرژی پتانسیل آزاد شده از آتش‌سوزی و انفجار بوده که قابلیت اشتعال پذیری و واکنش پذیری مقدار مشخصی می‌باشد. خطرات عمومی عملیاتی، شاخص افزایش مقدار حوادث بوده و خطرات ویژه عملیاتی SPH، مبین افزایش احتمالات است.

 

7-2- انواع آتش سوزی در فرآیندهای صنعتی و شیمیایی[3].

 

7-2-1- حریق حوضچه ­ای12

همچنان كه از نام این نوع حریق مشخص است این حریق زمانی رخ می دهد كه حجمی از یك مایع قابل اشتعال دریك نقطه تجمع یابد. پس با تبخیر این مواد بر اثر تابش یا سایر روش ها و نشت بخارات آن به محیط در طول مسیر وزش باد و رسیدن به یك جرقه این حوضچه شروع به سوختن می كند.

 

7-2-2- حریق ناگهانی13

این نوع حریق زمانی حادث می­گردد كه حجم زیادی از گازی قابل اشتعال در یك محدوده تجمع یافته باشد و با برخورد به یك نقطه حریق زا مانند جرقه یا سطوح داغ سبب ایجاد حریقی آنی در ابعاد ابر بخار گردد.

 

7-2-3- حریق گلوله ­ای وانفجار بخار مایع جوشان14

این حادثه معمولا زمانی رخ می­دهد كه مخزن حاوی موادی باشد كه در دمایی بالاتر از دمای نقطه بحرانی در فشار اتمسفر یك نگهداری شوند. حال اگر چنین مخزنی در معرض حرارت قرار گیرند و یا به هر نحوی مایع درون مخزن شروع به جوشش كند این مخزن می تواند دچار رخداد Bleve می شود. در ادامه مسیر این حادثه به سبب عدم پایداری مخازن در فشار بالا، این مخازن از یك نقطه منفجر می گردند و حجم بالایی از مواد قابل اشتعال به محیط انتقال می یابد كه به سبب داغ و سبك بودن به سمت بالا حركت می كنند و در صورتی كه در مسیر حركت به سمت بالا دچار حریق گردند پدیده ای با عنوان Fire Ball را ایجاد می­کنند[4].

 

 

 

شکل 1 – حریق گلوله ­ای و انفجار بخار مایع جوشان

 

 

7-3- پیامدهای حوادث در مخازن

 

7-3-1- پارامترهای آب و هوایی

پارامترهای آب و هوایی از جمله پارامترهای مهمی هستند كه در طول مسیر شبیه سازی نشر مواد نقش مهمی را ایفا می­كنند. مقدار متوسط سرعت وزش در منطقه مورد مطالعه 8 متر بر ثانیه و پایداری هوا، B  برای شرایط آب و هوایی در طول روز و D برای شرایط آب و هوایی در شب و روزهای ابری و F برای شرایط آب و هوایی پایدار در شب در نظر گرفته شده است. همچنین میانگین دمای هوای سرد 5 درجه سانتیگراد و هوای گرم 20 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. همچنین رطوبت متوسط منطقه مورد مطالعه در حدود 50 درصد در نظر گرفته شده است.

 

7- 3-2- حد بالا و حد پایین اشتعال

حد بالا و حد پائین اشتعال محدوده غلظت یک ماده را نشان می دهد که در هوا در صورت مواجه با منبع ایجاد حریق می تواند منجر به رخداد حریق گردد. لذا محدوده گستردگی این دو پارامتر می تواند محیط خطر آفرین را معرفی نماید.

 

7- 3-3- موج حرارتی

پس از رخداد نشت15 در صورتی كه تدابیر مناسبی اتخاذ نگردد ممكن است آتش سوزی رخ داده و در صورتیكه این حریق مهار نگردد می تواند سبب ایجاد حریقی فاجعه آمیز گردد. این حریق های بزرگ سبب ایجاد موج حرارتی می شوند، لذا باید آنها را از لحاظ توان موج حرارتی ایجاد شده مورد بررسی قرار داد. از گرمای رسیده به سطح با واحد کیلو وات بر متر مربع برای سنجش موج حرارتی استفاده می شود[5].

 

7- 3-4- موج فشاری

در مواردی كه حریق غیر قابل كنترل باشد می تواند منجر به انفجار مخازن گردد و این انفجار می تواند منجر به ایجاد یك موج فشاری دینامیكی گردد. این موج به سبب دینامیك بودن توانایی تخریب تجهیزات سرراه خود را دارد. برای آنكه بتوان شدت آسیب های وارده به محوطه تحت الشعاع نقطه رخداد حادثه را شناسایی و دسته بندی کرد، می­بایست از معیارهایی برای این منظور استفاده نماییم. هر تجهیز فرآیندی را می توان به عنوان یك عامل بالقوه خطر معرفی و مورد مطالعه قرار داد. اما باید به این نكته توجه داشت، در صورتی كه تمام نقاط به عنوان نقطه مخاطره آمیز تعریف شوند، اولا تعداد نقاط حادثه­خیز به شدت افزایش می یابد، ثانیا حجم نتایج بدست آمده بالا خواهد بود. برای انتخاب نقاط مخاطره­آمیز باید معیاری مناسب را تهیه و مورد استفاده قرار داد كه، براساس منطقی مشخص پایه گذاری شده باشد[5]. البته باید به این نكته توجه داشت كه در انتخاب این نقاط بحرانی می توان از حوادث رخداده استفاده كرد اما بسیاری از حوادثی كه احتمال رخداد آنها وجود دارد اما تاكنون رخ نداده اند را نمی­توان با استفاده از این روش شناسایی و بررسی نمود.

 

7-4- روش DOW Index

همانطور كه در بالا نیز اشاره شد این روش، یكی از روش های مناسبی است كه برای ارزیابی و طبقه بندی نقاط مخاطره آمیز در فرآیندهای شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد]6[. این روش برای ارزیابی نقاط از سه فاكتور كلی استفاده می كند كه عبارتند از:

 

1- فاكتور ماده

2- فاكتورهای مخاطرات عمومی فرآیندی

3- فاكتورهای مخاطرات ویژه فرآیندی

 

7-4-1- فاكتور ماده:(MF)

در تجهیزات فرآیندی مجموعه ای از مواد خطرناک (سمی، آتش گیر و ...) در حال جریان هستند.  با توجه به پارامتر فاكتور ماده می­توان ماده­ای را كه از درجه اهمیت بالاتری نسبت به سایر مواد برخوردار است در محاسبات مورد توجه قرار داد.

 

7-4-2-فاكتورهای مخاطرات عمومی فرآیندی (F1)

اكثر فرآیندهای شیمیایی با مخاطرات معمولی، مانند واكنش های گرماگیر و گرمازا، جابجایی مواد، قابلیت دسترسی به تجهیز مورد نظر و سایر موارد مواجه هستند. در صورت وجود چنین مخاطراتی در آن وسیله باید شاخص های مربوطه در محاسبات ریسک اعمال گردد.

 

7-4-3- فاكتورهای مخاطرات ویژه فرآیندی (F2)

علاوه بر مخاطرات عمومی مخاطراتی نیز وجود دارند كه مخصوص همان وسیله می­باشند كه البته اغلب این مخاطرات به واسطه شرایط فرآیندی موجود در آن وسیله ایجاد می­گردند. برخی از این شرایط عبارتند از شرایط دمایی و فشاری، میزان ماده موجود در آن وسیله، میزان خورندگی ماده، احتمال نشت از اتصالات و سایر موارد دیگری كه مختص تجهیزات می­باشند. در نهایت پس از تعیین این سه پارامتر (MF,F1,F2) و ضرب آنها در یكدیگر شاخص كلی F&E Index محاسبه می­شود.

 

7-5- نشر مواد به محیط

پس از آنكه شدت نشت مواد به محیط مشخص شد. زمان آنست تا با توجه به نوع گاز خروجی و میزان سبكی و سنگینی دانسیته آن گاز نسبت به هوا به بررسی نشر آن گاز در محیط بپردازیم. نرم افزار PHAST با توجه به میزان  دانسیته ابر گاز ایجاد شده و نیز با توجه به میزان رقیق سازی گاز نشر یافته در طول مسیر نشر از دو روش نشر گوسین و گازهای سنگین استفاده می نماید.

در روش نشر گوسین كه در بسیاری از مراجع استفاده از آن توصیه شده فرض بر آن است كه تابع توزیع مواد در طول مسیر نشت ثابت بوده و توزیع در تمام جهات و به یك میزان انجام خواهد گرفت. البته باید به این نكته توجه داشت كه گازهای سنگین نیز پس از نشر و رقیق شدن رفتاری به صورت شرایط گوسین از خود نشان می دهند اما برای شبیه سازی در همان مراحل اولیه باید از مدل نشر گازهای سنگین استفاده نمود. پس از انتخاب مدل مناسب، به منظور مدل­سازی نشت و در ادامه بررسی روند محاسبه نشر مواد در محیط باید به این نكته اشاره داشت كه عملكرد پیوسته یا ناپیوسته منبع نشت از اهمیت بالایی در بررسی و مدل سازی نشت برخودار است. زیرا در صورتی كه منبع نشت به صورت پیوسته عمل كند مواد نشر یافته رفتاری پایا از خود نشان می دهند و می تواند باریكه ای از مواد نشر یافته با غلظت ثابت را در مسیر وزش باد ایجاد نماید (رفتار Plume). اما در صورتیكه این منبع ناپیوسته باشد سبب می گردد كه حركت ابر بخار در محیط به صورت دینامیك بوده و لحظه به لحظه غلظت مواد در ابر مواد كاهش یافته و محو گردد (رفتارPuff ](8]

 

7-6- محاسبه حریق و انفجار

پس از بررسی نحوه نشر مواد در محیط نوبت به بررسی حریق و انفجار می رسد. برای این منظور از مدل محاسبات انفجار و موج انفجاری حاصله از روش TNT استفاده می کنیم. در بررسی حوادث Fireball و تعیین میزان تشعشع حاصله نیز از مدل پیشنهادی خود شركت DNV استفاده شده است. برای محاسبه میزان تشعشع حاصله از روش پیشنهادی Shell استفاده می شود[9].

 

8- مورد کاوی (Case Study)

پس از مطالعات DOW بر روی تمامی مخازن موجود در یک شرکت مورد مطالعه، مقرر گردید به منظور بررسی دقیق سناریوهای تعریف شده، تنها مخازن با شاخص DOW بیش از 128 در نظر گرفته شود. در جدول زیر لیستی از این مخازن آمده است:

 

                                                  جدول 1 – مخازن ذخیره و نگهداری مورد مطالعه

 

TK123

TK122

TK141 A,B

TK142

TK121

TK312A,B

TK311 A,B

TK103

Tk112

TK111 A,B

TK113A,B

TK114

TK413

Tk102A,B

TK101A,B

TK115

Tk803

Tk802

TK801

Tk802

TK804

TK608

TK607

TK601A,B

 

TK412

TK401

TK807

 

8-1- نتایج

نتایج خروجی از نرم افزار PHAST در جدول های زیر ارایه شده است. در این جدول ها سه سناریو برای آب و هوا تعریف گردیده است و براساس هوای ابری و روز و شب تقسیم بندی شده است.

در این جداول LFL و UFL بازه ای از غلظت ماده در هوا را نشان می دهد که در صورت مواجه با منبع حرارتی می تواند منجر به رخداد حریق گردد. با توجه به اینکه حریق در فواصل دورتر از منبع نشت مواد بیشتر ناشی از LFL می باشد، بنابراین به منظور اطمینان بخش نمودن محاسبات، مبنای محاسبه فواصل در دوردست بصورت LFL Frac و بر مبنای 8/1 تا 2 برابر فاصله LFL نشان داده می شود.

 

 

 

جدول 2 - نتایج محدوده مخاطره آمیز بر اثر نشر بخار مواد قابل اشتعال

 

 

 

 

جدول 3- نتایج محدوده مخاطره ­آمیز بر اثر تشعشع ناشی از pool fire

 

 

 

 

جدول 4- نتایج محدوده مخاطره ­آمیز بر اثر تشعشع ناشی از Flash fire

 

 

 

 

 

جدول 5- نتایج محدوده مخاطره­ آمیز بر اثر تشعشع ناشی از   fire ball

 

 

9- بحث و نتیجه گیری

 

9-1-  تعیین نقاط تجمع ایمن16

تعیین نقاط تجمع ایمن، كاملا وابسته به جهت باد می باشد و براساس جهت باد در نرم افزار PHAST، نقاط امن سناریو مشخص می گردد. براساس نقشه های موجود و با در نظر گرفتن اثرات تجمعی انفجار و آتش سوزی در ناحیه مخازن، هیچ نقطه ای از آن منطقه به عنوان نقطه تجمع ایمن انتخاب نشده است.

 

9-2- پیامدهای ناشی از اثر Domino و بروز رخدادهای ثانویه

با بررسی حوادث و وقایع مشخص می گردد كه پیامدهای اولیه می توانند منجر به وقوع حوادث ثانویه دیگری گردند. از جمله این حوادث می توان به حادثه PEMEX اشاره نمود كه در آن حادثه به سبب نزدیكی مخازن با یكدیگر سایر مخازن نیز دچار آسیب شده و در نهایت سبب تشدید پیامدهای ناشی از این حادثه گردید.

 

البته شایان ذكر است در بسیاری از موارد آسیب های ثانویه ناشی از انفجار مخازن به مراتب شدیدتر از آسیب های ثانویه ناشی از حریق می باشد لذا به منظور ادامه مطالعات به بررسی پیامدهای ثانویه ناشی از انفجار تجهیزات پرخطر كه در بخش های قبل مشخص شده می پردازیم تا دامنه تخریب را تعیین نماییم. همانطور كه در بخش های قبلی نیز بدان اشاره شد معیارهایی به منظور بررسی شدت تخریب تعیین گردیدند كه با یكدیگر سایر مخازن نیز دچار آسیب شده و در نهایت سبب تشدید پیامدهای ناشی از این حادثه گردید.

همانطور كه در بخش های قبلی نیز بدان اشاره شد معیارهایی به منظور بررسی شدت تخریب تعیین گردیدند كه 1/0، 2/0 و 3/0 به شعاع 1/0 تخریب قابل برگشت می باشد. برای بررسی شعاع آسیب برگشت ناپذیر باید از معیار عددی 3/0 بار استفاده می کنیم که تخریب های ناشی از آن برگشت پذیر نمی باشد.

 برخی از موارد ایمنی که لازم است در طراحی مخازن کروی گازمایع برای گازهای قابل اشتعالی مانند 17LPG در نظر گرفته شوند، عبارتند از:

 

  • ضد آتش نمودن پایه ها و نگهدارنده‌ها برای حداقل نمودن زیان های ناشی از آتش‌سوزی
  • قطع اتوماتیک ورودی وخروجی و مسیرگردش18 و شیر بازگشت19 بخارات مخازن کروی
  • شبكه آب آتش‌نشانی باید مطابق استاندارد طراحی شده و در دوره های زمانی مختلف مورد بررسی عملکردی قرار گیرد.
  • استفاده از سنسورهای کوارتزی زودگداز مانند فیوز حرارتی برای درک افزایش حرارت و برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم اتوماتیک (سیستم حفاظتی مضاعف).
  • سیستم اتواتیک جریان آب برای خنک نمودن مخازن کروی، پمپ ها، لوله‌ها و ساختمان ها در مورد آتش‌سوزی
  • برنامه تعمیرات پیشگیری منظم و دقیق برای احتراز از هرنوع نشتی گاز (مانند کالیبراسیون و آزمایش سالیانه شیرهای اطمینان)
  • رعایت فاصله مناسب اتاق كاركنان از مخازن و مناطق با پتانسیل خطر

 

مراجع:

1- علی علیزاده اوصالو، محمد حسین مهدی غلامی،  سیاوش درفشی، به روز رسانی سیستم بهداشت و درمان صنعت نفت در برابر خطرات و حملات بیولوژیکی، دومین کنفرانس بین المللی مدیریت جامع بحران، تهران، ایران، 1385.

2- D.H. Stamatis , " FMEA From Theory to Execution" , Ascc,2005.

3- R.Mc Dermott , et. al." The Basic of FMEA" , Quality Resource , 2006.

4- محسن پورسعیدی، بکارگیری FMEA در فرآیند عملیات حرارتی، گروه مهندسی صنایع دانشکده فنی دانشگاه تهران، 1379.

5- P.Palady , "Failure Modes & Analysis" , PT Publications , 2005.

6- M.L. Smith and P.C. Young , "Risk Management and Insurance" , 8nd ed , MC Grow-Hill , 2008.

7- علی علیزاده اوصالو، محمد حسین مهدی غلامی،  سیاوش درفشی، نقش سامانه های اطلاع رسانی در مدیریت بحران ها، دومین کنفرانس بین المللی سلامتی، ایمنی و محیط زیست، تهران، ایران، 1388.

8- Lars Harms ,"Safety Analysis Principles and Practice in Occupational Safety" , 2003.

9- M.G. STEWART , "Probabilistic Risk , Hazard Assessment" , 2005.

10- Yacov Y.Haims , "Risk Modeling,Assessment, and Management",2008.

11- دکتر رضا مهربان، تجزیه و تحلیل عوامل شکست و آثارآن،  نشر البرز، 1386.

12- مهدی باصولی، بررسی و تحلیل عوامل خروج خط قطار راه آهن ایران با استفاد‌ه از تحلیل درخت خطا، گروه مهندسی صنایع دانشکده فنی دانشگاه تهران، 1380.

 

 ***

 

1- Risk Management

2- Hazard & Operability

3- Discharge

4- Dispersion

5- Subjective

6- fault tree Analysis

7- Event Tree Analysis

8- Checklist

9- Failure modes and Effects Analysis

10- Guid Words

11- Fire Explosion And Toxicity Index

12- pool fire

13- flash fire

14- Fire Ball & Bleve

15- Leak Incident

16- Muster points

17- Liquefied Petroleum Gas

18- Circulation

19- Recycle

خبرنامه

اطلاعات تماسی

تلفن : ۰۲۱۲۲۹۲۴۹۸۷

ایمیل :‌ info [@] safetymmesage [dot] com

درباره پیام ایمنی

فعاليت سايت پیام ایمنی از سال 1382 همزمان با انتشار نشریه پیام ایمنی آغاز گرديد. هدف ما از طراحی اين سايت، ايجاد مرجعی کامل و كارآمد از موضوعات ایمنی، بهداشت، محیط‏ زیست و آتش‏ نشانی، به منظور رفع نياز محققين و علاقمندان در كشور است.


طراحی سایت و طراحی گرافیک توسط استودیو طراحی حاشیه