پایان نامه ارزیابی کمی ریسک ناشی ازحوادث فرآیندی در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد " M.Sc. "

گرایش : مهندسی فرآیند

چکیده

در این تحقیق ، ارزیابی کمی ریسک ناشی از حوادث  فرآیندی ، نظیر نشتی تجهیزات فرآیندی از جمله فلنج ها وشیرها که  ممکن است در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر به وقوع بپیوندد ، مورد  بررسی قرار گرفته است . این ارزیابی  با  توجه به اطلاعات جمع آوری شده نظیر ( فشار ماده موجود در فرآیند ، دما ماده موجود در فرآیند ، فاز ماده موجود در فرآیند ، ترکیب در صد ماده  موجود در فرآیند ، شرایط آب و هوایی ، جهت وزش  باد غالب ، نوع  سناریو ، محل  وقوع  سناریو ، جانمایی ، توزیع جمعیت و... )  توسط  نرم افزار  PHAST ،  مدل گردیده است . در  این پروژه سعی بر آن است تا  با  مدل سازی دو  نوع آتش  محتمل در ایستگاه تقویت فشار گاز رامسر ، که آتش ناگهانی و آتش فورانی ناشی از نشتی فلنج ها و شیرهای مورد  بررسی  در سناریو های تعریف شده  می باشند ،  و  رسم نمودار های  مربوط به آن  ، محدوده اثر  این اتفاقات تعیین گردد . همچنین با وارد نمودن داده های مربوط به تعیین ریسک مانند توزیع جمعیت ، محل وقوع جرقه ، احتمال وقوع  جرقه ، تکرار پذیری حادثه و ....  نمودار کانتور  ریسک فردی و احتمال وقوع تلفات در محدوده های مختلف مدل شده  و نیز  نمودار  F – N ریسک جمعی به دست آید .  با داشتن  نمودار  F – N  ریسک جمعی مربوط به ایستگاه ، می توان آن را با استاندارد های سایر کشور ها  مقایسه نمود و میزان ریسک  پذیری سیستم  و هم چنین راهکار های مناسب در  جهت کنترل  و کاهش این حوادث  و پیامد های ناشی از آن را تعیین کرد .

واژگان کلیدی : ارزیابی کمی ریسک – آتش فورانی – آتش ناگهانی – ریسک فردی – ریسک جمعی –  ارزیابی پیامد

مقدمه  [ 1 ]  و  [ 2 ]

زندگی در جهان امن و عاری از خطر همواره آرزوی انسان ها بوده است و توجه  به ایمنی به صورت تلاش برای بقا از  بدو خلقت در نهاد بشر وجود داشته است . از سوی دیگر  بشر  همواره در تلاش برای بهبود زندگی و سطح رفاه خود بوده  و در این راه با ایجاد تغییر در طبیعت کوشیده  منابع آن را در خدمت خود درآورد . فعالیت های صنعتی  بخشی از  تلاش انسان برای رسیدن به رفاه بیشتر است ، اما در اثر این تغییرات و گسترش این نوع فعالیت ها ، مخاطرات خاصی که ناشی از  تغییر در نظام رایج طبیعت است ، رخ نموده اند . با گذر زمان و رشد فعالیت های صنعتی ، مخاطرات  مربوط به آن ها نیز  رشد داشته است . بنابراین برای داشتن محیطی ایمن ، امروزه داشتن صنایعی عاری از خطر به عنوان دغدغه ای بزرگ برای عامه مردم و به ویژه متخصصین و صنعت گران مطرح است . از طرفی مقیاس امروزی تولید و میزان سرمایه گذاری ، که افزایش چشمگیری نسبت به سابق  داشته ، وجود  واحد های ایمن تری را  ایجاب می کند . چرا که در صورت  وقوع  حادثه میزان خسارات وارده بسیار بالا خواهد بود و این برای صنعت امروز ، که رقابتی بی رحمانه در آن حکم فرما می باشد ، غیر قابل تحمل است . نزدیکی واحدهای صنعتی به مراکز پر جمعیت ، باعث افزایش اثرات اقتصادی و اجتماعی حوادث شده است . در سال های آغازین گسترش فعالیت های صنعتی ، مهندسی ایمنی به صورت درس گرفتن از حوادث رخ  داده  برای بهبود طراحی های آن ، تجلی می یافت . بر مبنای تجارب کسب شده  و  برای جلوگیری از حوادث مشابه ، مهندسین  فرآیند آموخته های خود را به صورت کد های طراحی ، مدون و منتشر کردند . به علت محدود بودن دامنه فعالیت های صنعتی در این برهه عموماً حوادث رخ داده  محدود  به تجهیزات خاص و یا نهایتاً مرزهای کارخانه می ماند ، اما  پس  از رشد سریع صنایع شیمیایی و نفت و گاز ، در ابتدای دهه شصت میلادی تعداد و دامنه تاثیر حوادث صنعتی  نیز افزایش چشمگیری داشت .

رخداد حوادثی چون فلیکس بورو 1 انگلستان در  سال1974و یا حادثه نشت گاز سمی در سوسو 2 ایتالیا در سال 1976 تنها نمونه هایی از این حوادث است . این حوادث وحوادثی از این  دست بر خلاف حوادث  پیش از سال های دهه شصت ، تاثیر فراتر از مرزهای کارخانه های مربوطه داشتند . دراین زمان بود که به علت فشار شدید افکار عمومی قوانین ایمنی واحدهای صنعتی توسط جامعه اروپا مورد تصویب قرارگرفت . در آمریکا نیز پس از فاجعه بوپال 3 در هند در سال 1984 ، که هنوز پس از گذشت سال ها فجیع ترین حادثه صنایع شیمیایی شناخته می شود و برخی حوادث رخ داده در این کشور ، قوانین متعددی در زمینه ایمنی صنایع  از  تصویب کنگره گذشت . بنا به نیاز احساس شده در سال های آخر دهه شصت میلادی بود که روش هایی برای شناسایی مخاطرات فرآیند ، همچون روش شناخته شده "ارزیابی کمی ریسک " ابداع و ارائه شد . بنابراین برای کاهش دادن دامنه یا احتمال رخداد این حوادث ، نیاز  به پیاده سازی روش هایی موسوم  به مدیریت ریسک است . هدف از مدیریت ریسک ، ارزیابی و سپس  حذف یا کنترل کانون های خطر است . مدیریت  ریسک امروزه  نه تنها  در  صنایع  شیمیایی و نفت و گاز  بلکه در بسیاری از فرآیند های سازمان یافته بشری مانند فعالیت های اقتصادی یا پروژه های عظیم عمرانی هم کاربرد دارد .

-1 . هدف اصلی تحقیق

هدف از این پروژه ارزیابی برخی از حوادث  مخاطره آمیز است که وقوع آن در ایستگاه  تقویت فشار  گاز  رامسر 1 محتمل می باشد و هم چنین بررسی آثار و پیامد های ناشی از  بروز این حوادث ، با داده های تجربی و به وسیله مدلینگ توسط نرم افزار  PHAST انجام می شود و در نهایت راهکار ها و پیشنهادات مناسب جهت کنترل و کاهش پیامد های ناشی از این حوادث ارائه خواهد شد .

1–2. بیان مسئله

نیاز امروزی جوامع بشری به تعریف رعایت استانداردهای بالاتر ، در برخورد با فعالیت های مربوط به صنایع فرآیندی همواره  در حال افزایش است . این استاندارد ها عموماً در جهت افزایش سطح ایمنی صنایع فرآیندی است . برآورده کردن این نیاز  موجبات ایجاد تقابل ، بین سود ناشی از گسترش واحد های فرآیندی و ریسک وارده  بر انسان ها و تجهیزات را فراهم می آورد . تعریف این استاندارد ها ، از  یک سو منجر به تغییر فرآیند ، حجیم شدن واحد های صنعتی و تغییر شرایط در خارج از

1- Ramsar Gas Compressor Station

مرزهای واحدهای صنعتی شده و از سوی دیگر سبب می شود که ریسک تولیدی ، توسط واحد های صنعتی تغییرکند . با توجه به روندکنونی ، این تغییرعموماً رو به افزایش است. لذا تعیین و رعایت فاصله مناسب بین منابع ایجاد خطر و بخش آسیب پذیر ، همواره سبب ایجاد انعطاف لازم در  برخورد مناسب با تغییرات محتمل درطول زمان می شود . تعیین این فواصل و مطالعات مربوطه ، از طریق روشی به نام ارزیابی کمی ریسک یا همان روشQRA صورت می گیرد . ارزیابی کمی ریسک روشی است که با توجه به مجموعه شرایط موجود و با لحاظ کردن احتمال وقوع حوادث ، می تواند تخمین مناسبی از فواصل ایمن را  ارائه دهد. در ارزیابی کمی ریسک حوادث ، دو پارامتر نقش عمده ای ایفا می کنند . پارامتر اول پیامد و پارامتر دوم تکرارپذیری حادثه است . پیامد به معنای میزان خسارت وارد شده به سیستم در اثر یک بار وقوع حادثه و تکرارپذیری به معنای تعداد دفعاتی است که آن حادثه در یک بازه زمانی یک ساله اتفاق می افتد . عموماً هیچ کدام از این دو پارامتر به تنهایی برای ارزیابی خطرات کافی نیستند . به همین دلیل تعیین معیاری که هر دو عامل را در نظر بگیرد ، در بررسی مخاطرات بسیار مفید می باشد . تابعیت ریسک از تکرارپذیری و پیامد در اکثر موارد پیچیده بوده  و با توجه به روش هایی که برای ارزیابی ریسک به کار برده می شود ، ترکیب های مختلفی از آن ها ارائه می گردد . اما در ساده ترین حالت ، می توان ریسک را حاصل ضرب مقادیرکمی پیامد در تکرارپذیری دانست .

Abstract :

In this research , we have studied quantitative risk analysis (QRA) arising from process incidents like the leakage of process equipments , including flanges and valves which may be occurred in gas compressor station in Ramsar , Iran . This analysis has been modeled in PHAST software computer program according to data such as the pressure , the temperature , the phase and the composition of the material in the process , weather conditions , dominant wind , type of scenario , scenario occurrence site , positioning , population distribution and etc . Flash fire and jet fire resulting from flanges leakage are two kinds of probable fire in gas compressor station in Ramsar . This project is an attempt to determine the domain of these events effect by modeling the abovementioned fires in studied flanges of defined scenario and drawing its relevant diagrams. Moreover, by entering data pertaining to risk analysis such as population distribution , ignition occurrence site , probability of ignition happening , incident frequency and etc . , the contour graph of individual risk and the possibility of death occurrence in different domains has been modeled  . The F-N (Fatality Number) plot of societal risk is also obtained . Having the societal risk F-N profile of the station , we can compare it with other countries standards and determine the amount of system risk ability as well as appropriate solutions to control and reduce these incidents and their consequences .     

Key Words : Quantitative Risk Analysis (QRA) - Jet Fire - Flash Fire -  Individual Risk - Societal Risk - Consequence Analysis