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
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(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 ارایه 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 : 14700تومان
