Depolama Tankı Terminallerinin Risk Analizi – X

0

Ali SarıDOÇ. DR. ALİ SARI 

İstanbul Teknik Üniversitesi,
e-posta: asari@itu.edu.tr

Tehlike Sonuç Analizi

Patlama

Buhar bulutu patlamaları (VCE) için patlama basınç yükü hesapları, salınan malzemenin bir buhar bulutuna yol açabileceği anlaşılırsa, TNO Sarı Kitabında belirtilen TNO Çok Enerji Yöntemi kullanılarak yapılabilir. Çok enerjili modelin temelinde, bir buhar bulutu patlaması olayında bir basınç dalgasının oluşması için türbülansın olması gereklidir. Bu yöntem, endüstride yaygın olarak kullanılan ve özellikle API 752’de atıfta bulunulan birkaç patlama eğrisi tekniklerinden biridir. Patlama analizinde aşağıda ana hatlarıyla belirtildiği gibi altı temel adım vardır:

1. Sıkışıklık (congestion) alanları (ağaçlar, çitler, vb.) veya potansiyel patlama alanları, arsa planında tanımlanır ve belirlenmiş her alan, sıkışık bir hacmi belirlemek için tipik bir buhar bulutunun tahmini yüksekliği ile çarpılır.

a. Sıkışık alanların tayini ve boyutlandırılması tecrübe gerektirir ve genellikle arsa planı üzerindeki bitişik ekipman ve boru hatlarının kenarlarına bir kutu çizilerek yapılır.

b. Birçok çalışma sıkışık alanlar için gerekli minimum ayırma mesafelerini belirlemek için yapılmıştır.

i. Baker ve arkadaşları asgari 4.5 metrelik bir ayırma mesafesi önermektedir.

ii. “Verici” alandan “alıcı” alana, “verici” alanın minimum boyutuna ve “verici” alanın yönlü boyutuna ve “verici” patlama gücüne ilişkin korelasyonları içeren RIGOS Raporunda verilmiştir.

iii. Hangi durumlarda hangi kriterlerin kullanılacağını belirlemek için tecrübe gerekir, ancak her durumda 4.5 metre mutlak minimum olarak kabul edilir.

2. Her bir sıkışıklık hacminin, bir sızıntı kaynağından ya da proses ünitesinin kendisinden ya da bitişik bir proses ünitesindeki buhar bulutunun sürüklenmesinden kaynaklanan stokiyometrik yanıcı bir buhar bulutu tarafından tamamen doldurulduğu varsayılmaktadır.

a. Doldurulan hacim varsayımının kullanılması, yayılma modellemesi için spesifik sızıntı boyutlarının ve konumlarının ve ilişkili belirsizliklerin göz önüne alınması ile ilgili zorlukları ortadan kaldırır ve bina yerleşimi için uygun olacak konservatif bir sonuç verir.

b. Bu nedenle, değerlendirme “sonuç temelli” kabul edilir ve genellikle 1 x 10-5/ yıl ile 1 x 10-6/ yıl arasında bir frekansa sahip olduğu varsayılan en kötü senaryoyu temsil eder.

3. Bir patlama için mevcut enerji, her bir sıkışmış hacim için belirlenir ve bu, patlama eğrileriyle kullanım için ölçeklendirilmiş mesafeleri belirlemek için kullanılır.

a. Patlama eğrileri, ölçeklendirilmiş basınç ve ölçeklenmiş mesafe değerlerini içerir.

b. Patlama enerjisi, tipik hidrokarbonlar için 3.5 MJ / m3 (94 BTU / ft3) yanma ısısı kullanılarak hesaplanabilir.

Şekil1. Sıkışıklık Alanları (Congestion Area)

Şekil1. Sıkışıklık Alanları (Congestion Area)

4. Sıkışıklık hacmi için patlama kuvvetleri, TNO Sarı Kitabında ve GAMES’de verilen yöntemlerle belirlenir.

a. TNO yöntemi, aşağıdaki özelliklere sahip, 1’den 10’a kadar, buhar bulutu patlama kuvvetlerini temsil eden sayısal olarak türetilmiş ve ampirik olarak onaylanmış patlama basınç eğrilerini kullanır:

i. 1 – 3 eğrileri çok az basınçla çok küçük patlamalara neden olur.

ii. 4 – 7, sanayide yaşanan ortalama veya tipik mukavemet patlamalarını temsil etmektedir.

iii. 8 ve 9, alev hızlarını ses hızına yaklaştığı çok güçlü patlamaları temsil eder.

iv. 10, endüstride çok nadir görülen bir patlamayı temsil eder.

b. Patlama kuvveti veya eğrisi, üç faktöre dayalı olarak her bir sıkışıklık hacmi için seçilir:

i. Laminar alev hızına bağlı olarak yanıcı malzemenin yüksek, orta veya düşük reaktivitesi

ii. Ekipman düzeni ve aralıklarına bağlı olarak, yüksek, orta veya düşük sıkışıklık seviyesi. İyi mühendislik uygulamalarını takip eden yeni kurulumlar için orta sıkışıklık tipiktir. Yüksek tıkanıklık, standart altı aralıklı alanlar için geçerli olabilir.

iii. Kapatılma (Confinement), ya üç boyutlu (3D) ya da iki boyutlu (2D), yanma gazı havalandırması için mevcut yönleri temsil eder. 2D hapsi ile sıkışık hacimler biraz daha güçlü patlamalar üretir. Çoğu dış mekanlar 3D’dir, ancak, duvarlar, yapılarda döşeme veya büyük düz yüzeyli ekipman 2D ile temsil edilir. Kompresör katının çok üzerinde bulunan ve açık taraflara sahip olan çatılı kompresör katlı gibi kısmen kapalı alanlar, 2.5D ile temsil edilir.

c. Patlama basıncını hesaplamak için kullanılan tablolar, kullanıcının her bir potansiyel patlama alanını iki alana ayırmasına izin verir. Bu, daha sıkışık alanların olabileceği ya da farklı materyallerin bulunma ihtimalinin olabileceği bölümleri hesaba katmak için faydalıdır. Örneğin, potansiyel bir patlama alanı, düşük reaktiviteye sahip bir malzemenin bir kaynağını içerebilir, ancak bir ortalama reaktivitesi olan bir materyal, başka bir alandan sürüklenerek bu alana ulaşabilir. Bu, sürüklenen bulutun o alana ulaşma ihtimali ile tutarlı olarak, yüksek reaktiviteli malzemeye alanın bir yüzdesinin tahsis edilmesiyle göz önüne alınabilir.

d. Bu tablolar, patlama kuvvetini karakterize eden ve uygun TNO eğrisinin seçiminde rehberlik sağlayan GAMES korelasyonlarında kullanılan faktörleri içerir. Bu faktörler sıkışık hacim blokaj oranını (yüksek, orta veya düşük tıkanıklık fonksiyonu), alev yolu uzunluğunu (sıkışık bölgenin genel hacmine bağlı olarak), tipik engel çapını (aynı zamanda yüksek orta veya düşük sıkışıklık), laminar yanma hızı (malzeme seçimi fonksiyonu) ve kapatılma derecesi (yukarıda açıklandığı gibi 2D, 2.5D veya 3D) dir.

5. Ölçeklendirilmiş patlama basıncı, seçilen patlama eğrisi kullanılarak her bir sıkışıklık hacimden ölçeklenmiş mesafenin bir fonksiyonu olarak belirlenir.

a. Basınç daha sonra ilk basınçla çarpılarak belirlenir.

b. Ayrılma mesafelerini belirlemek için seçilen bir basınç seviyesine olan mesafe, aynı eğri kullanılarak ters yönde düşünülerek hesaplanır.

6. Arsa alanı bloklarının her birinde her bir ayrı sıkışık hacim veya potansiyel patlama alanı için seçilen yüksek basınç seviyesine olan mesafe, bu blok için kontrol edilen ayırma mesafesi haline gelir.

Share.

About Author

Leave A Reply

'