دانشگاه آزاد اسلامی
واحد شاهرود
دانشکده فنی مهندسی گروه مهندسی شیمی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ” M.Sc. “
گرایش : مهندسی فرآیند
عنوان :
ارزیابی کمی ریسک ناشی ازحوادث فرآیندی در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر
استاد راهنما :
دکتر سحر رضایان
تابستان 1393
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده ……………………………………………………………………………………………. 1
مقدمه ……………………………………………………………………………………………………. 2
فصل اول : کلیات ……………………………………………………………………… 4
1-1. هدف اصلی تحقیق …………………………………………………………………….. 5
1-2. بیان مسئله ………………………………………………………………………………… 5
1-3. فرضیه تحقیق …………………………………………………………………………. 7
1-4. نوآوری تحقیق ……………………………………………………………….. 7
1-5. پیشینه تحقیق ………………………………………………………………. 8
1-6. ضرورت توجه به مطالعات ایمنی در ایستگاه تقویت فشار گاز ………………………….. 11
1-7. مفاهیم و تعاریف …………………………………………………… 17
1- 7-1. روش ارزیابی کمی ریسک ………………………………………………. 17
1-7-2. مراحل ارزیابی کمی ریسک ……………………………………………………………………………………………………. 19
1-7-2-1. مرحله اول : تعیین اهداف ارزیابی کمی ریسک ………………………………… 20
1-7-2-2. مرحله دوم : شرح واحد فرآیندی تحت بررسی ………………………………. 20
1-7-2-3.مرحله سوم : شناسایی مخاطرات …………………………………………………… 21
1-7-2-4.مرحله چهارم : تعیین و تحلیل سناریو ها …………………………………….. 22
1-7-2-5. مرحله پنجم : مدل سازی پیامد ………………………………………………… 24
1-7-2-5-1. مدل سازی تخلیه مواد ………………………………………………. 26
1-7-2-5-2. مدل سازی انتشار ……………………………………. 27
1-7-2-5-2-1. انواع آتش ……………………………………………………… 35
1-7-2-5-2-2. مدل سازی آثار ناشی از آتش فورانی و ناگهانی …………………… 40
1-7-2-5-2-3. تاثیرات تشعشع آتش …………………………………………………. 45
1-7-2-5-2-4. جرقه و احتمال رخداد آن …………………………………….. 48
1-7-2-6. مرحله ششم : تخمین تکرار پذیری سناریو ……………………………. 51
1-7-2-7. مرحله هفتم: محاسبه و ارزیابی ریسک ……………………… 56
1-8. معرفی نرم افزار PHAST …………………………………………….. 62
فصل دوم : روش کار ………………………………………. 65
2-1. معرفی ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر ………………………………. 66
2-1-1. شرح فرآیند عملیاتی ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر ……………………… 68
2-1-2. حالت عملیاتی مستقیم ……………………………………………………. 68
2-1-3. حالت عملیاتی معکوس ……………………………………………………… 70
2 – 2 . روش کار …………………………………………………………………………… 74
فصل سوم : نتایج …………………………………………………………… 79
3 – 1 . توضیح و تفسیر نمودار گلباد و ارائه نمودارهای مربوط به شرایط آب و هوایی ………. 80
3 – 2 . نتایج مربوط به تخمین تکرار پذیری اتصالات ………………………………………… 84
3 – 3 . نتایج حاصل از مدلینگ به وسیله نرم افزار ……………………………………. 91
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………….. 99
4 – 1 . نتیجه گیری ………………………………………………………………………. 100
4 – 2 . پیشنهادات ……………………………………………………………….. 101
4 – 3 . مقایسه کار انجام شده با کار دیگران …………………………………………… 104
4 – 4 . پیشنهاد برای سایر دانشجویان ………………………………………….. 105
پیوست ………………………………………………………………………………… 106
پ –1 ……………………………………………………………………………………. 107
منابع و ماخذ …………………………………………………………………….. 124
چکیده انگلیسی …………………………………………………………. 127
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1 – 1 . برخی از مهمترین حوادث فرآیندی رخ داده در ایران و جهان……………………… 12
جدول 1 – 2 . آمار حوادث نشت گاز ، آتش سوزی و انفجار مناطق عملیات انتقال گاز……………. 13
جدول 1 – 3 . گزارش تفضیلی نشت گاز و آتش سوزی در مناطق انتقال گازدر سال 1390….. 14
جدول 1 – 4 . جدول معیار پایداری پاسکوییل………………………………………….. 29
جدول 1 – 5 . تحلیل بانک اطلاعاتی شرایط آب و هوایی…………………………… 30
جدول 1 – 6 . طول زبری سطح برای موقعیت های متفاوت…………………………. 35
جدول 1 – 7 . تاثیرات ناشی از تشعشع آتش…………………………………….. 45
جدول 1 – 8 . احتمال مرگ بر حسب میزان تشعشع……………………………… 48
جدول 1 – 9 . احتمال ایجاد جرقه منجر به انفجار یا آتش سوزی……………………….. 50
جدول 1 – 10 . احنمال جرقه فوری بر اساس میزان حضور منابع جرقه…………………………. 50
جدول 1 – 11 . رابطه میان ابعاد نشتی و تکرار پذیری………………………………. 53
جدول 1 – 12 . احتمالات مربوط به درخت رویداد نشتی گاز قابل اشتعال…………………. 56
جدول 2 – 1 . ترکیب درصد جریان گاز طبیعی در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر….. 74
جدول 3 – 1 . تعداد اتصالات ورودی و خروجی……………………………………….. 84
جدول 3 – 2 . تعداد اتصالات مسیر سوخت……………………………………………. 84
جدول 3 – 3 . تکرار پذیری فلنج ها در سایز های موجود در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر بر حسب سایز نشتی……………………………………………………………………………………… 85
جدول 3 – 4 . تکرارپذیری شیرهای دستی در سایز های موجود در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر بر حسب سایز نشتی…………………………………………………………………………… 85
جدول 3 – 5 . تکرار پذیری شیرهای اتوماتیک در سایز های موجود در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر بر حسب سایز نشتی………………………………………. 86
جدول 3 – 6 . تکرارپذیری مخازن با قطر بزرگتر از 150 میلی متردر ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر بر حسب سایز نشتی………………………………………………………………… 86
جدول 3 – 7 . تکرارپذیری لوله ها در سایزهای موجود در ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر بر حسب سایز نشتی……………………………………………………………………………………… 87
جدول 3 – 8 . تکرار پذیری اتصالات مسیر سوخت بر حسب سایز نشتی……………………… 87
جدول 3 – 9 . تکرار پذیری کل برای اتصالات مسیر سوخت بر حسب سایز نشتی……………………….. 87
جدول 3 – 10 . تکرار پذیری اتصالات مسیر ورودی بر حسب سایز نشتی………………….. 88
جدول 3 – 11 . تکرار پذیری کل برای اتصالات مسیر ورودی بر حسب سایز نشتی…………… 88
جدول 3 – 12 . تکرار پذیری اتصالات مسیر خروجی بر حسب سایز نشتی…………………. 88
جدول 3 – 13 . تکرار پذیری کل برای اتصالات مسیر خروجی بر حسب سایز نشتی……………. 89
جدول 3 – 14 . تکرار پذیری کل مربوط به سناریوی شماره یک………………………… 89
جدول 3 – 15 . تکرار پذیری کل مربوط به سناریوی شماره دو……………………………… 89
جدول 3 – 16 . میزان جرم تخلیه شده گاز برای ایزوله کردن شیر در زمان های 20 دقیقه و 40 ثانیه………… 90
فهرست نمودار ها
عنوان صفحه
نمودار 1 – 1 . نمودار مقایسه تعداد حوادث نشت گاز ، انفجار و آتش سوزی مناطق عملیات انتقال گاز در سال
1390 ………………………………………………………………………………….. 16
نمودار 3 – 1 . نمودار گلباد ایستگاه هواشناسی شهرستان رامسر………………………. 81
نمودار 3 – 2 . شکل ستونی نمودار گلباد…………………………………………………………. 81
نمودار 3 – 3 . نمودار متوسط ماهانه دمای هوا……………………………………… 82
نمودار 3 – 4 . نمودار متوسط ماهانه رطوبت هوا……………………………………….. 82
نمودار 3 – 5 . نمودار متوسط سرعت باد………………………………………. 83
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1 – 1 . مراحل مختلف رویه ارزیابی کمی ریسک……………………………………. 19
شکل 1 – 2 . نمودار شاخه ای حوادث فرآیندی…………………………………………….. 25
شکل 1 – 3 . جو ناپایدار…………………………………………………………………. 29
شکل 1 – 4 . جو پایدار……………………………………………………………………. 29
شکل 1 – 5 . سرعت باد m/s10 …………………………………………………………….. 31
شکل 1 – 6 . سرعت باد m/s5 …………………………………………………………………. 31
شکل 1 – 7 . نمودار گلباد برای تعیین سرعت و جهت وزش باد غالب……………….. 32
شکل 1 – 8 . پروفایل غلظت در تابستان…………………………………………………. 34
شکل 1 – 9 . پروفایل غلظت در زمستان……………………………………… 34
شکل 1 – 10 . پروفایل انتشار بعد از برخورد به مانع و پروفایل انتشار قبل از برخورد به مانع…………………………… 35
شکل 1 – 11 . توپ آتش……………………………………………………………… 37
شکل 1 – 12 . نمایی از جت آتش………………………………………………. 38
شکل 1 – 13 . نمایی از آتش استخری……………………………………………….. 39
شکل 1 – 14 . تعیین مختصات مرکز شعله…………………………………………………. 42
شکل 1 – 15 . شکل شعله در مدل ارائه شده توسط Roj & Emmons…………………. 44
شکل 1 – 16 . نمودار تعیین احتمال تلفات ناشی از تشعشع …………………………… 47
شکل 1 – 17 . نمودار مورد استفاده در تبدیل پروبیت به احتمال تلفات……………………….. 47
شکل 1 – 18 . احتمال جرقه با تاخیر بر اساس میزان دبی جریان خروجی …………………………. 50
شکل 1 – 19 . شرایط مربوط به وقوع حوادث مختلف بر اساس نوع جرقه……………………….. 51
شکل 1 – 20 . درخت رویداد ………………………………………….. 55
شکل 1 – 21 . نمودار تراز……………………………………………………………….. 58
شکل 1 – 22 . نمودار های ریسک جمعی مربوط به برخی کشور ها…………………….. 61
شکل 1 – 23 . نمودار های ریسک جمعی و نواحی مختلف آن…………………………………. 62
شکل 2 – 1 . موقعیت شهرستان رامسر در نقشه ایران…………………………………….. 67
شکل 2 – 2 . نمایی از ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر…………………………….. 67
شکل 2 – 3 . نمایی از حالت عملیاتی مستقیم ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر…….. 70
شکل 2 – 4 . نمایی از حالت عملیاتی معکوس ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر……….. 71
شکل 2 – 5 . شمای کلی قسمت های ایستگاه تقویت فشار گاز شهرستان رامسر( حالت عملیاتی )….. 73
شکل 3 – 1 . نمودار کانتور ریسک فردی ………………………………. 91
شکل 3 – 2 . محدوده آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت پایداری B………….. 91
شکل 3 – 3 . محدوده آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت پایداری B………….. 91
شکل 3 – 4 . محدوده آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت پایداری D……………. 92
شکل 3 – 5 . محدوده آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت پایداری D…………….. 92
شکل 3 – 6 . محدوده آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت پایداری C………….. 92
شکل 3 – 7 . محدوده آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت پایداری C……………….. 92
شکل 3 – 8 . محدوده پوشش داده شده با آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت B… 92
شکل 3 – 9 . محدوده پوشش داده شده با آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت B… 92
شکل 3 – 10 . محدوده پوشش داده شده با آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت D…. 93
شکل 3 – 11 . محدوده پوشش داده شده با آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت D…. 93
شکل 3 – 12 . محدوده پوشش داده شده با آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت C….. 93
شکل 3 – 13 . محدوده پوشش داده شده با آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت C………….. 93
شکل 3 – 14 . نمودار ریسک جمعی ……………………… 93
شکل 3 – 15 . نمودار کانتور ریسک فردی…………………………………………………… 94
شکل 3 – 16 . محدوده آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت پایداری B……………… 94
شکل 3 – 17 . محدوده آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت پایداری B…………. 94
شکل 3 – 18. محدوده آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت پایداری D…………… 94
شکل 3 – 19 . محدوده آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت پایداری D…………… 94
شکل 3 – 20 . محدوده آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت پایداری C………………. 95
شکل 3 – 21 . محدوده آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت پایداری C………………. 95
شکل 3 – 22 . محدوده پوشش داده شده با آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت B…………. 95
شکل 3 – 23 . محدوده پوشش داده شده با آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 1 حالت B… 95
شکل 3 – 24 . محدوده پوشش داده شده با آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت D…. 95
شکل 3 – 25 . محدوده پوشش داده شده با آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 2 حالت D. …. 95
شکل 3 – 26 . محدوده پوشش داده شده با آتش ناگهانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت C…. 96
شکل 3 – 27 . محدوده پوشش داده شده با آتش فورانی در شرایط آب و هوایی 3 حالت C…… 96
شکل 3 – 28 . نمودار ریسک جمعی …………………………………………….. 96
شکل 4 – 1 . روش های کنترل کاهش ریسک از طریق کاهش پیامد حوادث ………………. 101
شکل 4 – 2 . روش های کنترل کاهش ریسک از طریق کاهش تکرارپذیری حوادث……… 102
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
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 .
فصل اول : کلیات
1-1 . 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 .
تعداد صفحه : 146
قیمت :14700 تومان
