بخشی از مقاله
آسیب شناسی و ارزیابی ریسک ایستگاه تقلیل فشار گاز شهرستان بندرعباس به روش LOPA و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار Bow Tie
چکیده
با توجه به ماهیت ایستگاه هاي تقلیل فشار گاز شهري و شناسایی خطرات در راستاي مدیریت بحران و شرایط اضطراري ، تعیین راهکار براي کنترل آنان در قالب فرایند ارزیابی ریسک اجتناب ناپذیر می باشـد . اسـتفاده از روش LOPA ایـن مزیت را دارد که نتایج حاصله به صورت اعداد استخراج شده و ریسک هاي عددي تولید کرده که در نهایت در نـرم افـزار BOW TIE مورد تجزیه تحلیل قرار گرفته و به تعیین سطح یکپارچه ایمنـی مـی انجامـد.مزیـت دیگـر، آن اسـت کـه احتمال شکست در زمان مورد نیاز را مشخص نموده که به بیان ساده تر تخمینی براي صحت عملکـرد و دقـت عملیـاتی دستگاه هاي بکار رفته در ایستگاه تقلیل فشار گاز می باشد.در بررسی انجـام شـده از یکـی از ایـن ایسـتگاه هـا پـس از استخراج فعالیت ها و خطرات مرتبط با آنها که شامل بر اندازه گیري ، فیلتر سپراتورها ، دستگاه تزریق مواد بودار کننـده، شیرهاي اطمینان و سایر قسمت ها می باشد ضمن بررسی اولیت و درجه ریسک حاصله و نتایج به دست آمده ،اقـدامات اصلاحی متناسب با آن در زون هاي مختلف خطر تعریف و پیاده سازي گردید .در انتها براي تک تک فرایند ها میزان اثـر بخش بودن اقدامات کنترلی در جلوگیري از رسیدن به فاز پیامد مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نهـایی از لحـاظ میـزان فراوانی وقوع پیامد سنجیده گردید
.
واژههاي کلیدي: ارزیابی ریسک – ایستگاه تقلیل فشار – LOPA – بندرعباس
-1 مقدمه
شناسایی خطرات و به تبع آن مدیریت ریسک فرایندي گروهی و داراي روش سیستماتیک است که با نگاهی هوشمندانه و بر اساس نظام مندي تجربیات تیم ها ،مدیران و کلیه عوامل موثر در پروژه هاي مشابه مبنی بر احتمال وقوع هر پیشامد، شناسایی تاثیرات آن و تدبیر فعالیت هاي جایگزین از انحراف پروژه اعمال میگردد و لذا به کارگیري صحیح این تکنیک افزایش بهره وري و ارتقا سطح ایمنی را در پی خواهد داشت.ایستگاه هاي تقلیل فشار گاز شهري با توجه به ماهیت عملکرد و همچنین محل جغرافیایی استقرار آنها که غالبا درون بافت شهري قرار دارند از اهمیت فوق العاده اي برخوردار می باشند.طی مطالعات ، بررسی هاي صورت گرفته و بازدید هاي میدانی از اجزاي ایستگاه هاي تقلیل فشار گاز شهرستان بندر عباس از قبیل فیلترها ، رگلاتورها ، شیر هاي اطمینان و شیر هاي قطع کننده ، دستگاه تزریق کننده ماده بودار کننده (Odorizer) و سایر قسمت ها، عملکرد آنها در سه بازه مختلف میان مدت ، قبل از عملیات بازبینی و سرویس و همچنین بعد از آن مورد بررسی قرار گرفته و خطرات در غالب حین سرویس دهی و هنگام عملیات تعمیرات مورد شناسایی و تجزیه تحلیل قرار گرفت.نتایج حاصله در این
مقاله با توجه به محدودیت فضا در سه بخش دستگاه تزریق کننده ماده بودار کننده (Odorizer) ، شیر هاي قطع کننده و فیلتر سپراتورها مورد ارزیابی قرار میگرید و به اقتضاي فضا برخی از نتایج و اقدامات اصلاحی متناسب با آن خواهد گردید.
-2 بررسی دستگاه تزریق ماده بودار کننده
پرکاربردترین نوع ماده بودارکننده گاز طبیعی که هم اکنون در شبکه شهري مورد استفاده قرار می گیرند نوعی بوتیل مرکاپتان به نام (TBM )¹ و ایزو پروپیل مرکاپتان (IPM)² که غالبا براي به دست آوردن ترکیب موثر تر و با کیفیت بهتر دو یا چند نوع مرکاپتان با نسبتهاي معین استفاده میگردد .بطور مثال مرکاپتان مصرفی در ایستگاههاي تقلیل فشار 80% IPMو 10 %NPM3 مورد استفاده قرار میگیرد.
1-2 شناسایی خطرات و تحلیل داده ها با استفاده از متد LOPA4
بسته به نوع دستگاه تزریق ماده بودار کننده ها (by-pass) بر اساس فرآیند جذب عمل می کنند بطوریکه جریان ناچیزي از گاز از خط لوله اصلی وارد بودار کننده می شود. سپس گاز بودار شده به خط لوله اصلی باز میگردد و با قسمت اصلی جریان گاز ترکیب خواهد شدکه نهایتاً مقدار مجاز ماده بودار کننده در لوله اصلی گاز باید در حدود 10 تا 25 میلی گرم در هر متر مکعب استاندارد گاز باشد. یک اریفیس متر در خط لوله اصلی گاز نصب شده تا اختلاف فشار بین 1 تا 3 پوند بر اینچ مربع را ایجاد کند. این اختلاف فشار باعث فعالیت ادورایزر شده و همچنین رابطه مستقیمی بین مقدار جریان کنار گذر و جریان اصلی گاز ایجاد میکند. اما در ادورایزرهاي تزریقی مقدار مشخصی از ماده بودار کننده 10) تا 25 میلی گرم در هر متر مکعب گاز) توسط پمپ به خط لوله اصلی تزریق می شود. با توجه به تعداد پالسهاي ارسالی از کنتورهاي گاز به کنترل پانل، فرمان تزریق توسط کنترل پانل به پمپ ارسال میگردد.مخزن دستگاه که توسط اپراتور پر میگردد از عوامل مستعد خطر بوده چرا که در صورت ایراد در عملکرد ارفیس میتر و نظر به ماهیت ماده بودار کننده ، استنشاق توسط اپراتور بسیار خطر ناك خواهد بود که کالیبراسیون ابزار دقیق دستگاه مورد ثبت و کنترل قرارگیرد. بازرسی از نشت دستگاه نیز بسیار حائض اهمیت خواهد بود با توجه ماهیت ماده بودار کننده بخارات این ماده به سرعت با هواي پیرامون واکنش نشان داده و ایجاد اشتعال سریع می نماید.است. حدود انفجار این ماده بر حسب حجم هواي اطراف طی اندازه گیري به عمل آمده 3.8 تا 21.9 درجه سانتی گراد می باشد.مکان قرار گرفتن دستگاه در صورت محدود و یا محصور بدون آن مستلزم نصب و به کار گیري تهویه ضد انفجار می باشد.درخصوص محل نصب و استقرار دستگاه نیز تخمین شعاع انفجار انجام پذیرفت که شعاع ایمن در صورت بروز هرگونه حادثه احتمالی را براي سایر قسمتها ایستگاه مشخص سازد. نکته دیگر در یررسی هاي صورت گرفته تنظیم دستی شیرمقدار((Precision valve با توجه به فشار گاز ورودي آن و اختلاف فشار 100 اینچ آب در طرفین اورفیس دقیقا قابل تعیین بوده و در هر شرایطی می توان سرعت کار کنتور را نیز تعیین نمود، از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد.در بررسی سایر قسمت دستگاه که ملکول هاي ادورانت داخل جریان گاز با جدار داخلی لوله برخورد می کند و در هربار برخورد، مقداري از 1ادورانت جذب سطح جداره اي می شود و مابقی به داخل فاز گاز بر می گردد این رفت و برگشت ها آن قدر ادامه می یابد تا
یک حالت تعادل برسد در این حالت KF نرخ سرعت جذب سطحی و Kr نرخ برگشت ادورانت به داخل فاز گاز است که در شرایط تعادل این نرخ ها ثابت هستند.ارگانو سولفورها، نسبت به سایر هیدروکربن هاي موجود در جریان گاز تمایل بیشتري به جذب سطحی دیواره لوله دارند. هنگامی که گاز بودار شده از طریق یک لوله نو و تازه تأسیس جریان می یابد دیواره هاي لوله ادورانت را تا رسیدن به حد اشباع جذب می کند و در این زمان لازم است براي حفظ سطح بوي گاز ادورانت بیشتري به گاز تزریق شود.چون عمل جذب سطحی بین ادورانت و فلز لوله ایجاد می شود، استفاده از لوله اي پلاستیکی به جاي لوله فلزي از این نظر داراي فواید بیشتري است.در صورت نشت به روي زمین و به دلیل ماهیت جذب در خاك در دسترس بودن محلول هیپوکلرات سدیم (NaClO) جهت شستشوي محل ضروري می باشد همچنین در اقدامات اصلاحی بعدي بکمک دمنده هوا موجبات تبخیر سریعتر مایعات نفوذ کرده در سطح زمین را فراهم آورده، هواي اطراف محیط نشت را رقیق نمایید تا اثر آن زودتر محو گردد البته باید همواره بخاطر داشت ابزار مورد استفاده قابلیت ضد انفجاري را دارا باشند. خطرات شناسایی شده توسط متد (LOPA) مورد ارزیابی قرار گرفتند که بمهراه میزان سطح یکپارچگی ایمنی (SIL)5 تعریف گردید همچنین براي افزایش ایمنی ابزار دقیق (SIF)6 لایه هاي حفاظتی کنترلی در چهار سطح ایجاد گردید که به ترتیب از لایه 1 به بعد نمایان گر افزایش سطح اقدامات کنترلی در سطح مربوط به خود خواهد بود. در جدول شماره (1) نمونه آن بهمراه لایه هاي حفاظتی مستقل (IPL)7 ارایه میگردد. ] ١،٢،٣،٤[
1
همچنین پس از پایش اولیه و بررسی اثر بخش بودن اقدامات اصلاحی یا به عبارتی مقدار احتمال شکست اقدامات اصلاحی نیز مورد محاسبه قرار گرفت.داده ها پس از بررسی مجدد وارد نرم افزار Bow Tie گردید.در این بخش پس از تعیین
و دسته بندي فعالیت هاي تعریف شده ، هر فعالیت و فرایند شغلی به تنهایی مورد مطالعه قرار گرفته و پس از ارزیابی ریسک و شناسایی سطح خطرات و عوامل تهدید کننده موجود،تمامی رویدادهاي دخیل مورد بررسی و تعیین سطح قرار گرفته است.سپس در هرمسیر از شاخه ها یعنی تهدید تا وقوع رویداد ، اقدامات کنترلی پیشگیرانه جهت جلوگیري از به وقوع پیوستن رویداد بر اساس اولیت تعریف شده که در شکل (1) نتایج خروجی نرم افزار مشاهده می شود. ] ٥[
شکل : (1) خروجی نرم افزار Bow Tie و نمودار پاپیونی در خصوص دستگاه تزریق ماده بودار کننده
2-2 ارایه نتایج پس از اقدام اصلاحی متناسب
پس از ارایه نتایج اولیه و محاسبه فراوانی تهدید براي هر شاخه بهمراه شناسایی تمام عوامل زمینه ساز به وجود آورنده علت اصلی و مستقیم حادثه و تعیین مقدار احتمال شکست (PFD)8، اثر بخشی اقدامات اصلاحی مورد ارزیابی قرار می گیرد.بر اساس معیار پذیرش است که موفقیت و یا شکست شاخه مورد مطالعه (دستگاه تزریق ماده بودار کننده ) مشخص می شود.هر معیار پذیرش داراي یک مقدار عددي است که رقم نهایی فراوانی پیامد (FC)9 با آن مقایسه می شود. و بر همین اساس است که عملکرد از این استاندارد استخراج گردیده است..توجه به این نکته نیز ضروري است که هر عامل کنترل کننده داراي عدد احتمال شکست است.یک عامل کنترلگر در یک زمان خاص ممکن است مقدار متفاوتی داشته باشد. به عنوان مثال ممکن است بکارگیري یک کنترل در شاخه اي براي جلوگیري از وقوع آتش سوزي مقدار متفاوتی از بکارگیري همان کنترل براي جلوگیري از وقوع نشت در شاخه اي دیگر داشته باشد.در شکل (2) نمونه لایه محافظتی و فراوانی پیامد براي یک شاخه از ارزیابی دستگاه تزریق ماده بودار کننده را مشاهده می کنیم. ] ٧،٦[
1
شکل : (2) لایه محافظتی براي یک شاخه از ارزیابی دستگاه تزریق ماده بودار کننده
-3 بررسی فیلتر هاي ایستگاه تقلیل فشار
به دلیل محتمل بودن ورود برخی ناخالصی و یا حتی آلودگی بهمراه گاز در ورودي ایستگاه تقلیل فشار بکارگیري فیلترهاي مذکور در قسمت ورودي ایستگاه طراحی و نصب میشوند تا از این طریق این ذرات و آلودگی ها در ورود به ایستگاه از گاز گرفته شود .عدم کارکرد صحیح فیلترها میتواند منجر به بروز مشکلات حوادث در تاسیسات گردد که مهمترین آن پدیدة سایش می باشد .هنگام فرار ذرات ناخالص از فیلترها و ورود آنها به سیستم لوله کشی داخلی، در قسمت هایی از لوله کشی داخل ایستگاه ها به خصوص هنگام کاهش سطح مقطع جریان (سرعت گاز افزایش می یابد به طوري که سطح داخلی زانوها را در معرض سایش قرار میدهد و به متعلقات داخلی سیستم شدیدا آسیب میرساند .بسته به میزان و نوع ذرات ناخالص، روند سایش ممکن است تا آنجا ادامه یابد که در اثر ضعیف کردن دیوارة لوله ها، به مرور سبب کاهش ضخامت لوله ها و سوراخ شدن آنها گردد که این امر میتواند عامل نشت گاز به فضاي اطراف باشد .خروج ناخواسته گاز به فضاي داخل ایستگاهها میتواند تبعات و حوادثی در بر داشته باشد.
