نکات آموزشی کار با نرم‌افزار PHAST

 

کار کردن با فست (PHAST) آسان می شود

بعد از بیش از 30 بار تدریس کارگاهی نرم افزار فست توانسته ام به الگوریتمی برسم که کار را برای دانشجو بسیار راحت می کند. اگر دانشجو با این الگوریتم پیش برود هیچ داده ای از قلم نمی افتد و کار به سادگی و بسیار اصولی جلو خواهد رفت.

گام صفرم

الگوریتم کار با PHAST

مراحل زیر را به ترتیب در فست اجرا کنید:

? وارد کردن نقشه و مقیاس بندی آن
? تعریف مخلوط مواد در صورت نیاز
? تنظیم شرایط آب و هوایی
? تعریف و قرار دادن تجهیز روی نقشه و نیز تکمیل اطلاعات آن
? تعریف سناریوهای محتمل
? انتخاب حالت مناسب حل
?حل و تفسیر نتایج

اگر مراحل فوق را به ترتیب طی کنید به شما اطمینان می دهم هیچ داده ای از قلم نخواهد افتاد.

در ادامه نکات کلیدی هر گام را توضیح خواهیم داد.

فیلم الگوریتم کار با نرم افزار PHAST

 

مرحله اول در کار با نرم افزار PHAST:

?واردکردن نقشه و مقیاس بندی آن در نرم افزار PHAST

مسیر زیر را در نرم افزار پیگیری کنید و نقشه خود را فراخوانی کنید:

Map>Raster image Set >insert >Raster image

ازقسمت browse محلی که نقشه مورد نظر را پیدا می کنیم که معمولا از نقشه‌های پیش فرض نرم‌افزار استفاده می‌شود. برای این کار مسیر زیر را طی کنید:

program files > DNVGL > PHAST > Refrences >examples > maps با انتخاب یکی از فایل ها و drag کردن، نقشه نمایش داده می‌شود.

??حالا باید نقشه را مقیاس بندی کنید:

مراحل زیر:
1-کلیک راست روی نقشه
2- Set Scale
3- مشخص کردن فاصله دو نقطه مشخص روی نقشه (ترجیحا استفاده از راهنمای مقیاس خود نقشه)

پس از مقیاس بندی می توان با کلیک روی Fit All از پنجره General کل نقشه را مشاهده کرد.

?اگر بپرسید که آیا می توانیم در فست بدون نقشه کار کنیم به شما خواهم گفت بله منتهی از نعمت نشان دادن نتایج حوادث روی نقشه یا عکس هوایی (قابلیت GIS) بی نصیب خواهید شد.

حال می توانید فیلم مربوط به توضیحات بالا را نیز مشاهده کنید:

 

 

مرحله دوم کار با نرم افزار PHAST تعریف مخلوط است. برای تعریف مخلوط در نرم افزار میتوانید مراحل زیر را طی کنید:

1 – رفتن به تب Material
2 – کلیک راست روی Material
3 – انتخاب Mixture
4 – New Mixture

5 – OK
حالا باید اجزای مخلوط را مشخص کنیم
6 – از لیست مواد موجود موادی که اجزای مخلوط هستند را یاید انتخاب کنیم
7 – ترکیب درصد را مقابل هر جز با توجه اینکه اطلاعاتی که در دسترس داریم بر حسب مولی هستند یا جرمی وارد کنیم
8 – کلیک کردن روی Properties برای تعیین معادله ترمودینامیکی مناسب
9 – انتخاب معادله ترمودینامیکی مناسب
10 – کلیک روی Calculate
11 – کلیک روی OK
در صورت علاقمندی می توانید با کلیک راست روی اسم مخلوط اسم آنرا به فارسی یا انگلیسی تغییر دهید.

خلاصه مرحله دوم:

Material > Material کلیک راست روی > Mixture insert >New Mixture >ok>Mixture کلیک راست روی >Rename اختیاری( (> دوبارکلیک > انتخاب اجزا از لیست
> واردکردن ترکیب درصد > Properties > Calculate

 

?گام سوم

مرحله سوم کار با نرم افزار PHAST؛ تعریف تجهیز روی نقشه:

شما می توانید تجهیز مورد نظر یا محل وقوع حادثه را روی نقشه – که می تواند عکس هوایی ازمنطقه جغرافیایی مورد مطالعه یا نقشه های جانمایی باشد- مشخص کنید تا به این ترتیب بتوانید نتایج ناشی از حوادث را روی نقشه نشان داده و ابعاد هندسی حادثه را به درستی مشاهده کنید. این کار مخصوصا در تعیین حریم ایمن تجهیزات و مرز سایت یا تجزیه و تحلیل حوادث بسیار موثر است.

برای این کار باید مراحل زیر را طی کنید:
1 – مراجعه به تب Setting در قسمت بالای نرم افزار
2 – زدن تیک Insert Equipment on GIS
اگر این بخش را فعال نکنید تجهیز در نقطه ( 0 و 0 ) اضافه خواهد شد و نیازمند تغییر عرض و طول این نقطه برای انتقال تجهیز به محل مورد نظر خواهید بود
3 – مراجعه به تب Models در پایین نرم افزار
4 – کلیک راست روی Study
5 – انتخاب Insert
6 – تعیین محل تجهیز روی نقشه با نشانگر موس

واردکردن اطلاعات مواد:

مثلأ Long pipeline

>Material > Material to track > دوبارکلیک روی تجهیز

> Scenario >pipe internal diameter وارد کردن

> Release Location > Direction > Pump data > pumped inflow kg/s

Long pipeline selection >long pipe >Valves >

Long pipeline selection > کلیک راست > insert >Breach > دوبارکلیک

(Distance to break فاصله شکاف تا اول خط) >Relative aperture

منوی Models :
با استفاده از این منو می توان تجهیز و سناریوهای مختلفی را در مسئله تعریف کرد. تجهیزات می تواند مخزن تحت فشار، مخزن اتمسفریک، خط لوله طویل یا Standalones باشد. زمانی که بخواهیم سناریوهای بدون تعریف تجهیز تعریف کنیم Standalones استفاده می کنیم. لازم به ذکر است هرتجهیز فرایندی را می توان به کمک یکی از سه تجهیز گفته شده مدل سازی کرد در مورد خطوط لوله کوتاه یا سناریوهایی نشتی که نسبت قطر نشتی به قطر خط لوله از 20 %کمتر است از تجهیز مخزن تحت فشار باید استفاده کرد . در Long pipeline می توان تاثیر وجود شیرهای مختلف و زمان بسته شدن آنها در ابعاد حادثه فرایندی بررسی نمود.

سئوال
چگونه به عنوان مجری، یک پروژه تعیین حریم ایمن تجهیزات و سایت را به شکل حرفه‌ای و در حداقل زمان ممکن، انجام دهیم؟

جواب
برای تعیین حریم ایمن تجهیزات و سایت می توانیم از الگوریتم زیر تبعیت کنیم:
1- نقشه جانمایی سایت را تهیه کنیم
2- آن نقشه را در نرم افزار فست وارد کنیم و مختصات آنرا تنظیم کنیم
3- براساس راهنمای توتال 253 سناریوها هر تجهیز را تعریف کنیم
4- برای تعیین مرز سایت و حاشیه اثرپذیر از گزینه effect شاخص های مربوطه را تعریف کنیم.
5- نرم افزار را اجرا و با استفاده از امکانات GIS نرم افزار و شاخص های توتال 253 کار را تکمیل کنیم.
6-از فرمت استاندارد یک پروژه باید الگو بگیریم و گزارش خودمان را تهیه کنیم.
7- گزارش را تحویل و از بقیه روز لذت ببریم.

مدل‌سازی یک انفجار واقعی در یک پتروشیمی با نرم‌افزار PHAST

چطور با نرم افزار PHAST یک حادثه انفجار در پتروشیمی را شبیه سازی کنیم و پیامدهای آن را بررسی کنیم؟ ابتدا ویدیو زیر را مشاهده کنید:

انفجار بوجود آمده باعث از بین رفتن تجهیزات برقی و ابزار دقیقی، عایق خطوط لوله، برخی سازه های فلزی و مقادیر زیادی حلال آمین و نهایتا 50 روز توقف تولید گردید. تحقیقات ما نشان داد؛ چند عامل کلیدی در بروز این حادثه دخیل بوده و سعی شده بوسیله انمیشن نحوه وقوع حادثه و علل احتمالی آن نشان داده شود.

در بخش تفکیک دی اکسید کربن واحد آمونیاک گاز فرایندی که شامل هیدروژن، نیتروژن، متان، مونو اکسید کربن و دی اکسید کربن می باشد؛ وارد برج جذب شده و گاز دی اکسید کربن توسط حلال MDEA فعال از گاز فرایندی جدا می شود. حلال آمینلین از قسمت بالای برج و محلول سملین در وسط برج توسط پمپ های P2001 وارد آن می شود. دو روز قبل از حادثه واحد پس از تعویض پکینگ برج دفع راه اندازی مجدد می شود و یک روز قبل از حادثه در شیفت شب کار مشاهده می شود که در خط 32 اینچ آمین سمیلین پس از شیر کنترل FV2004 نشتی قطره ای آمین وجود دارد.

در مواقعی که قسمتی از خط لوله دچار نشتی جزئی بوده و محتویات آن خطر آتش‌سوزی و انفجار را نداشته باشد؛ امکان مهار نشتی توسط یک صفحه یا مخروط نیدلی که بر روی خط لوله جوش داده می شود بدون نیاز به از سرویس خارج کردن واحد وجود دارد. البته این کار و هر نوع کار گرم دیگری طبق بند سه استاندارد API2201 روی خط آمین در حال سرویس، غیرمجاز بوده و در این استاندارد ذکر شده است که عملیات جوشکار بر روی خط لوله آمین، اسیدها و بازها ممکن است که باعث ایجاد ترک در اطراف جوش یا متاثر از حرارت شود.

صبح روز حادثه در جلسه صبحگاهی مجتمع دستور رفع نشتی به گروه‌های مرتبط اعلام گردید و سپس یک مخروطی 6 اینچی ساخته شده و روی خط لوله جهت رفع نشتی موقت جوش داده شد. بعد از جوش دادن مخروط کارگران متوجه افزایش نشتی می شوند.

پس از آن تصمیم گرفته شده که مخروطی بزرگ تری ساخته و به جای مخروطی اول نصب شود در ساعت 13:57 دقیقه، فیتر به همراه کمک خود مشغول به جدا نمودن مخروط اول می شوند که ناگهان شدت نشتی افزایش می یابد. اپراتور سایت حاضر در محل با دیدن افزایش شدید نشتی به اتاق کنترل اعلام وضعیت می‌کند. فیترها و سپس اپراتور سایت نیز با مشاهده افزایش شدید نشتی و لرزش لوله تصمیم به ترک محل کار می گیرند و به سمت حصار سایت فرار می‌کنند. ناگهان خط لوله دچار پارگی شده و آمین با فشار 38 بار از محل پارگی خارج می شود به طوری که تا حدود 60 متر سیال در محیط پرتاب شده و به افراد حاضر در محل اثابت می‌کند. سرپرست تعمیرات که تلاش می نموده از مهلکه بگریزد در اثر فوران آمین پرتاب شده به طوری که قادر به فرار نشد. 4 نفر دیگر شامل جوشکار کمکی، فورمن مکانیک، فورمن جوش و کارگر بهره برداری نیز بر اثر فوران آمین به سمت تجهیزات کناری پرتاب می‌شوند و به علت شدت فوران آمین ضعف و بی رمقی بوجود آمده و نیز بوی خفه کننده آمین و دی اکسید کربن توان فرار کردن را نمی یابند. هم چنین بازرس ایمنی واحد نیز به سمت بخش ریفورمر پرتاب شده که خوشبختانه به خاطر آمادگی جسمانی بالای خود قبل از انفجار به صورت سینه خیز به محل ایمن رفته و از شعاع انفجار دور شد.

به دلیل پارگی ایجاد شده دبی عبوری از پمپ افزایش یافته و دبی سنج که از نوع فشاری بوده کاهش فشار خط را دریافت می کند و در نتیجه افزایش دبی به سیستم کنترل ارسال می شود.

از آنجایی که کنترلر شیر کنترل  در حالت اتو قرار داشته؛ شروع به بستن می کند تا دبی خط به مقدار مقرر یا set point نزدیک شود به محض اینکه شیر کنترل شروع به بستن می کند فشار آمین بعد از پارگی کاهش می یابد. به طوری که فشار ستون مایع خط آمین و گاز داخل برج به فشار پمپ در آن نقطه غلبه می کند و با توجه به عدم وجود شیر یک طرفه در ورودی برج گاز فرایندی از محل پارگی بیرون می زند به طوریکه فشار برج ظرف مدت بسیار کوتاهی از 32 بار به 15.1 بار رسیده و تخلیه می‌گردد. ابری از گاز قابل انفجار روی واحد و زیر فضای خط لوله را قرار می‌گیرد و به یک منبع جرقه برخورد کرده و انفجار صورت می‌گیرد.

به نظر گروهی تحقیق یکی از منابع محتمل جرقه و شروع انفجار کولرهای گاز آنالایزر که در فاصله 20 متری محل نشتی قرارداشتند؛ می باشند. البته عوامل دیگری از قبیل دستگاه سنگ فرز، سطوح داغ، کابل برقی که به آن متصل بوده و موتور جوش می‌توانند یکی از دلایل شروع انفجار باشند.

موج و شدت انفجار سبب پرتاب و در نهایت فوت افراد حاضر درمحدوده می‌شود. با اعلام وضعیت توسط اپراتور سایت و پس از شنیده شدن صدای انفجار واحد به طور اضطراری از طریف اتاق کنترل از سرویس خارج شده و تمهیدات لازم برای جلوگیری از ورود گاز به واحد و خروج گاز قابل انفجار از محل پارگی اندیشیده می‌شود. همزمان خودروهای آتش نشانی به محل اعزام شده و در ساعت 17:11حریق به طور کامل اطفا می‌گردد.

در این ویدیو آموزشی ما می خواهیم یک انفجار واقعی در یکی از مجتمع‌های پتروشیمی مدلسازی کنیم و به چند سوال جواب دهیم:

در پی این انفجار تا چه شعاعی احتمال مرگ افراد نزدیک به 100 بوده و چقدر طول کشیده تا این انفجار شکل بگیرد و چند کیلوگرم گاز در این انفجار شرکت کرده است؟ آیا در این انفجار محیط اطراف پتروشیمی هم تهدید می‌شد؟ آیا ممکن بوده به تجهیزات اطراف پتروشیمی آسیب جدی برسد؟ آیا امکان داشته که مخازن هم تخریب شوند و اثر دومینو انفجار شکل بگیرد یا خیر؟

برای مدلسازی از نرم افزار PHAST استفاده میکنیم. برای اینکه این کار را از این هم ساده تر کنیم؛ از یک الگوریتم استفاده می کنیم. اولین کار این است که نقشه را وارد کنیم. برای وارد کردن نقشه به قسمتmap  بعد raster image نقشه را فراخوانی می کنیم. من نقشه ی این منطقه را قبلا از google earth گرفتم.

بعد از وارد کردن نقشه، بلافاصله مقیاس‌بندی (SET SCALE) می‌کنیم. قطر مخازن را می‌توان در نقشه وارد کرد تا مقیاس آن تغییر کند.

حوادث فرایندی به 3 دسته تقسیم می‌شوند

• انفجار
• نشت ماده سمی
• آتش سوزی

طبق الگوریتم حل مسئله مرحله دو تعریف مخلوط ماده است. هیدروژن، نیتروژن، متان، کربن دی اکسید و مونو اکسید را به عنوان گاز فرایندی تعریف می‌کنیم و ترکیب درصد آن را وارد می‌کنیم. با تعریف معادله حالت مرحله ی دوم از حل مسئله تکمیل می‌شود.

یک pressure vessel  با نام برج آمین تعریف می‌کنم و مشخصات مربوط به این برج را وارد می کنم. گاز فرایندی که در مرحله قبل تعریف کردیم منجر به بروز حادثه میگردد. دمای گاز را موقعی که در حالت خارج شدن هست را 40 درجه سانتی گراد و فشار آن ر 15.1 بار تعریف می کنیم. منشا جرقه را (کولر های اتاق آنالایزر) در فاصله‌ی 20 متری درقسمت explosion parameters تعریف می‌کنیم. مدل های مختلفی برای مدلسازی انفجار وجود دارد که ما Uniform confined انتخاب می‌کنیم.

بعد از اینکه تجهیزی که شروع کننده حادثه هست مشخص می کنیم باید سناریو ایجاد حادثه را تعیین کنیم که سناریو ایجاد حادثه یک نشتی بود. فرض می کنم که اینجا یک نشتی 10 اینچی در حال وقوع هست و طول لوله را تقریبا 3 متر در نظر می گیرم. آن نقطه ای که نشتی در آن اتفاق می افتد در فاصله‌ی یک متری و جهت رهایش ماده را به صورت عمودی رو به پایین همراه با برخورد به سطح زمین در نظر می گیرم. چون شکاف در زیر لوله قرار دارد؛ اول به زمین برخورد می کند و بعد پراکنده می شود.

در مرحله بعد شرایط آب و هوایی را باید تعیین کنیم من شرایط بسیار پایدار را در نظر می گیرم. به علت وجود یک جزء سمی در مخلوط، از قسمت PARAMETERS حل مسئله را برمبنای سمی ترین حالت محاسبات قرار می‌دهیم و run می کنیم.

توضیح حل یک مساله واقعی با نرم‌افزار PHAST

در فیلم زیر تمام مراحل لازم برای حل و تفسیر نتایج در یک مساله واقعی در نرم افزار PHAST توضیح داده شده است. لطفا با دقت توجه فرمایید:

 

 

 

اسلایدهای تدریس دوره “ارزیابی پیامد حوادث فرایندی با PHAST” را از اینجا دانلود کنید.

 

نکات بسیار مهم

نکته اول

نرم افزار فست PHAST تمام سناریوهای ممکن با توجه به شرایط مساله را در صورت امکان رخداد مدلسازی کرده در نتایج آنها را ذکر می کند.

نکته دوم

نرم افزار فست PHAST پرتابه‌های ناشی از انفجار را مدلسازی نمی‌کند.

نکته سوم

اگر مقداری گاز قابل اشتعال در محلی رها شود با قاطعیت نمی توان گفت انفجار ابر گاز خواهیم داشت یا آتش ناگهانی.

نکته چهارم

در نرم افزار فست، برای مواجهه فرد با سطح تشعشع 4 کیلووات بر مترمربع احتمال مرگ 1 درصد و برای سطح تشعشع 12.5 کیلووات بر مترمربع احتمال مرگ 10 درصد در نظر گرفته شده است این احتمال مرگ، در زمان پیش فرض 20 ثانیه حساب شده است این، مدت زمان مواجهه فرد با تشعشع مور نظر است که در گزینه Jet fire maximum exposure duration در پنجره Jet fire در تب Parameters قابل تنظیم است.

نکته پنجم

اگر بخواهیم پیش‌فرض‌ها و ثوابت معادلات نرم‌افزار PHAST را تغییر دهیم باید به تب Parameters مراجعه کنیم. مثلا در محاسبات نرم‌افزار فست PHAST، حداکثر فاصله مجاز برای پراکنش توده ابر (برحسب کیلومتر)  500 و حداقل سرعت رهایش پیوسته (بر حسب متر بر ثانیه) 0.1 به صورت پیش‌فرض در نظر گرفته شده که می‌توانیم آنها را تغییر دهیم.

نکته ششم

بر اثر واژگونی یک بشکه حاوی ماده سمی ادورانت در داخل یک اتاقک، 100 کیلوگرم مایع روی زمین پخش می‌شود می‌خواهیم ببینیم احتمال مرگ فردی در 20 متری محل واژگونی در بیرون اتاقک چقدر است. برای این مساله باید مدلی را انتخاب کنیم که بتواند تهویه هوای اتاقک را در مدلسازی اعمال کند لذا مدل Atmospheric storage tank پیشنهاد می شود

نکته هفتم

روابط و معادلاتی که نرم‌افزار PHAST برای محاسبه استفاده می‌کند را از کجا می‌توان به دست آورد؟

روابط و معادلات نرم افزار فست در مدرکی تحت عنوان Technical Documentation به طور مفصل توضیح داده شده است. این مدرک از بخش Help نرم افزار قابل دسترسی است. این مدرک به صورت فایل‌های pdf است و رمز دارد که رمز آنها PalaceHouse می باشد.

نکته هشتم

بعضا در مدلسازی حوادث خطوط لوله بلند با خطا شکل مواجه می‌شویم معنا و مفهوم این خطا چیست؟

خطا به شرح زیر است:

The upstream pressure and flow rate are inconsistent with the pipe

معنا و مفهوم این خطا این است که قطر خط لوله، فشار و دبی با هم همخوانی و تطابق ندارند یا به عبارت دیگر در لوله ای با قطر وارد شده این فشار نمی‌تواند دبی مورد نظر را ایجاد کند لذا بهتر است این سه پارامتر را مجددا چک کنید معمولا در وارد کردن قطر به واحد دقت نمی کنند یا در محاسبه دبی اشتباه می کنند این دو دلیل می تواند منجر به بروز خطای مذکور شود.

نکته نهم

با استفاده از کدام قابلیت نرم افزار PHAST می توان به آسانی مناطق تجمع ایمن (Muster point) هر واحد را تعیین کرد؟

در نرم افزار فست گزینه ای تحت عنوان Effects وجود دارد که به کمک آن می توان محدوده مشترک تمام حوادثی که یک اثر مشخص دارند را تعیین کرد. مثلا فرض کنید در سایت چهار مخزن داریم اگر هر یک از این مخازن تحت تاثیر سناریوهای مشخصی منفجر شوند می توانیم مشخص کنیم کدام نقطه در سایت هرگز افزایش فشاری بیش از مثلا یک صدم بار را تجربه نخواهد کرد پس به این ترتیب می توانیم نقاط ایمن سایت را مشخص کنیم.

نکته دهم

برای استفاده بهینه از نرم‌افزار فست و دستیابی به جواب‌های درست شما باید تعریف و درک درستی از پدیده‌ها داشته باشید به طور نمونه تفاوت BELEVE و گسست ناگهانی مخزن (Catastrophic rupture) را می‌توان در موارد زیر عنوان کرد:

۱. در BLEVE موج انفجار داریم در حالیکه در گسست ناگهانی(متلاشی شدن ظرف) موج انفجار نداریم.
۲. در فست پدیده BLEVE یک حادثه است در حالیکه گسست ناگهانی یک سناریو است.
۳. ماهیت فیزیکی این دو رویداد و شرایط ایجاد آنها بسیار متفاوت است.
و …

نکته یازدهم

یکی از سناریوهای تخلیه Short pipe است و در این سناریو ما می توانیم تخلیه از تجهیزاتی همچون شیر اطمینانRelif Valve یا راپچر دیسک Rupture Disk را مدل کنیم در انجام این مدلسازی باید مقدار Minimum RV diameter ratio را مشخص کنیم.

معنای این عبارت چیست؟

این مقدار حداقل نسبت قطر خط به قطر روزنه مربوط به شیر اطمینان است که توسط کاربر در تب Parameters بخش Discharge parameters قابل تنظیم است.

نکته دوازدهم

در نرم افزار PHAST و برای مدلسازی انفجار عبارت “Congested volume” مطرح می باشد هدف، منظور و کاربرد این عبارت کدام است؟

براي مدلسازي انفجار ابر گاز با نرم افزار فست مدلهاي مختلفي وجود دارند كه يكي از آنها Multi Energy است در اين مدل سه ورودي بايد تعيين شود:
1- جرم ماده قابل اشتعال
2- حجم محدود شده (confined volume)
3- قدرت انفجار
فرض فست آن است كه حجم محدود شده تعيين شده توسط كاربر با غلظت استوكيومتري سوخت و اكسيژن آماده انفجار پر شده است.
حال مي توان تراكم تجهيزات را نيز در نظر گرفت يعني مي توان اثر تراكم تجهيزات را روي حجم و قدرت انفجار اعمال كرد به اين منظور congested volume مطرح مي شود كه در واقع حجم محدود شده منهاي حجم تجهيزات است.

بهترين منبع براي مطالعات تكميلي در اين خصوص كتاب زرد yellow book است.

نکته سیزدهم

آیا می توانیم در نرم افزار PHAST، نشتی (Leak) را مدلسازی کنیم که اندازه روزنه آن با گذشت زمان تغییر می کند؟

با انتخاب User defined source به عنوان سناریو، می توان تغییرات قطر روزنه را با زمان به شرط اطلاع از نرخ تغییرات قطر با زمان در نظر گرفت.

نکته چهاردهم

می خواهیم با استفاده از نرم افزار PHAST مشخص کنیم که کل مساحتی که غلظت 500ppm از گاز رها شده از یک نشتی در طول مدت زمان پراکنش اشغال می کند چند مترمربع است. چگونه باید این کار را انجام دهیم؟

با توجه به اینکه بعضا مقیاس نمودارها لگاریتمی است لذا محاسبه سطح به آسانی میسر نخواهد بود پس بهتر است از GIS استفاده شود. برای محاسبه مساحت به GIS و در آنجا به Max. Concentration footprint مراجعه شود.

نکته پانزدهم

یکی از هشدارهایی که معمولا موقع حل مساله در نرم افزار فست با آن مواجه می شویم اخطار UDM Dispersion-UDMA 1005 است

معنی و مفهوم این اخطار چیست و چگونه باید آنرا رفع کنیم؟

این اخطار وقتی توسط نرم افزار نشان داده می شود که سرعت محاسبه شده برای تخلیه بیش از سرعت صوت 330 متر بر ثانیه در نظر گرفته شده باشد از آنجا که پیش فرض نرم افزار در محاسبه ماکزیمم سرعت 500 متر بر ثانیه است لذا برای تغییر آن می توانیم با مراجعه به تب Parameters در بخش Discharge گزینه Velocity capping method را روی Sonic velocity تنظیم کنیم.

نکته شانزدهم

1- پیش فرض نرم افزار فست PHAST برای مدت زمان تخلیه ماده از یک روزنه چقدر است؟ به عبارت دیگر وقتی ما روی یک مخزن یک سوراخ تخلیه می کنیم و ماده از آن خارج می شود حداگثر چند دقیقه تخلیه در محاسبات منظور می شود.

2- چطور می توانیم این مقدار را در نرم افزار تغییر دهیم؟

3- فرض کنید مساله ما 10 دقیقه تخلیه گاز از یک روزنه 20 میلی متری است می خواهیم بدانیم چند کیلوگرم ماده تخلیه می شود و آیا این سوراخ قابلیت تخلیه تمام ماده داخل مخزن را دارد یا خیر؟

جواب این سئوالات را دکتر پروینی در این ویدئو داده اند.

نکته هفدهم

احتمال مرگ ناشی از min20 حضور در معرض ppm400 گاز سمي H2S را به کمک نرم افزار PHAST تعيين کنيد؟ چگونه باید این عدد را به دست آوریم؟

پاسخ:

برای به دست آوردن احتمال مرگ ناشی از 20 دقیقه مواجهه با گاز H2S سمی با غلظت 400ppm باید مراحل زیر را طی کنیم:

1- با مراجعه به تب parameters، در آنجا با کلیک روی Toxic parameters زمان متوسط گیری سمیت را 20 دقیقه تنظیم می کنیم.
2- دز مربوط به سمیت را با مراجعه به تب Material و مشاهده A,B و N محاسبه می کنیم
3- با مراجعه به نمودارها بخش نتایج دز محاسبه شده را روی نمودار می خوانیم تا معادل فاصله آن به دست آید
4- حال در آن فاصله احتمال مرگ را از همان نمودارها می بینیم.

نکته هیجدهم

بعضا در کار با نرم افزار PHAST بعد از حل مساله، در قسمت نمودارهای Dispersion مخصوصا در نمودارهای footprint یا Max concentration چیزی نمایش داده نمی‌شود دلیل چه می‌تواند باشد؟

پاسخ:
جالب است بدانید نرم افزار فست، محاسبات مربوط به انتشار را در مورد ماده قابل اشتعال تا LFL و در مورد ماده سمی به صورت پیش فرض تا ERPG1 ادامه می دهد اگر ماده هم قابل اشتعال و هم سمی باشد مینیموم ( کوچکتر) را مبنا قرار می دهد.

در مورد مواد سمی که قابل اشتعال نیستند و ERPG1 آنها تعریف نشده شما باید مقدار مورد نظر خودتان را در مقابل Concentration of interest وارد کنید

با تعیین ماکزیمم فاصله حل، نرم افزار محاسبات خود را تا رسیدن به حداقل غلظت در آن نقطه ادامه می دهد اگر این غلظت از غلظت concentration of interest بزرگتر باشد محاسبات تا به آن غلظت ادامه می یابد.

نکته نوزدهم

در نرم افزار PHAST، چگونه می توان مساحت نقشه ای که وارد کرده ایم را به دست آوریم؟

پاسخ:

برای به دست آوردن مساحت نقشه فقط کافی است با دوبار کلیک روی نقشه به منوی Geometry بروید و مساحت را مشاهده کنید

نکته بیستم

آیا می توانیم با نرم افزار PHAST حرکت و پراکندگی فقط یک جز خاص داخل مخلوط را ردیابی و مشاهده کنیم؟

مثلا ببینیم بعد از رها شدن از منبع به سمت سطح زمین حرکت می کند یا از زمین فاصله می گیرد؟

تاکید می کنم نمی خواهیم کل مخلوط را ردیابی کنیم فقط یک جز از مخلوط برای ما مهم است مثلا H2S در مخلوط گاز فلر!

اگر می توانیم با کدام قابلیت فست این کار ممکن است؟

پاسخ:

مطابق شکل زیر برای ردیابی یک جز خاص در مخلوط باید در قسمت Material to track آن جز را انتخاب کنیم. با انتخاب آن جز خروجی های نمودار در قسمت Dispersion برمبنای آن جز رسم خواهد شد.

نکته بیست و یکم

صبح یک روز آرام مثل امروز  ناگهان به ما اطلاع می دهند که مخزن آمونیاک واقع در 10 کیلومتری واحد ما منفجر شده است. 

از ما می خواهند مشخص کنیم که آیا ما باید سازمان خودمان را از نفرات تخلیه کنیم یا خیر؟ 

و در صورت تخلیه واحد چند ساعت بعد می توانیم دوباره فعالیت خود را از سر بگیریم؟ 

می خواهیم به کمک نرم افزار PHAST به این سئوال پاسخ دهیم می توانیم؟ چگونه؟

پاسخ:

نرم افزار PHAST برای بررسی پیامد حوادث فرایندی، مورد استفاده قرار می گیرد.

حوادث فرایندی؟
بله منظور از حوادث فرایندی، آتش سوزی، انفجار و نشت مواد سمی است.

این حوادث چه پیامدی دارند که باید بررسی شود؟
مرگ، از بین رفتن سرمایه و آسیب به محیط زیست از پیامدهای حوادث هستند.

پس می توان از نرم افزار فست برای محاسبه نحوه پخش مواد سمی در هوا استفاده کرد؟
بله فست با کمک مجموعه ای از معادلات با عنوان UDM این کار را انجام می دهد.

سرعت رسیدن ماده سمی به اماکن مختلف با مختصات متفاوت و مدت زمان حضور ماده در منطقه را چگونه می توان به دست آورد؟
بعد از تعیین ورودی ها و حل مساله می توان به نمودارهای فست مراجعه و در آنجا از تب Dispersion تمام اطلاعات مربوط به نحوه پخش را مشاهده کرد.

نکته بیست و دوم

برای تنظیم مدت زمانی که فرد در معرض آتش فورانی  قرار می‌گیرد در نرم‌افزار فست کدام گزینه باید ویرایش شود؟

الف- Jet fire averaging time

ب- fire maximum exposure duration

پاسخ:

گزینه صحیح گزینه ب است

نکته بیست و سوم

جالب است بدانید نرم افزار فست، محاسبات مربوط به انتشار را در مورد ماده قابل اشتعال تا LFL و در مورد ماده سمی به صورت پیش فرض تا ERPG1 ادامه می دهد اگر ماده هم قابل اشتعال و هم سمی باشد مینیموم ( کوچکتر) را مبنا قرار می دهد.

در مورد مواد سمی که قابل اشتعال نیستند و ERPG1 آنها تعریف نشده شما باید مقدار مورد نظر خودتان را در مقابل Concentration of interest وارد کنید

با تعیین ماکزیمم فاصله حل، نرم افزار محاسبات خود را تا رسیدن به حداقل غلظت در آن نقطه ادامه می دهد اگر این غلظت از غلظت concentration of interest بزرگتر باشد محاسبات تا به آن غلظت ادامه می یابد.

نکته بیست و چهارم

چرا در منوی سمیت مطابق شکل زیر، سطوح سمیت در پنجره مدل بر اساس دز تعریف شده است؟

پاسخ:

نظر به اینکه هر مخلوطی می‌تواند شامل تعدادی ماده سمی باشد اگر قرار بود سطوح سمیت براساس غلظت در این نمودار داده شود با تعیین هر ماده در  Material to track  باید نرم افزار بر اساس توابع پرابیت محاسبات را انجام می داد و این جدول را تولید می کرد این در حالی است که ما بعد از تنظیم کلیه پارامترها مساله را حل می کنیم

پس نرم افزار روند منطقی در نظر گرفته هر ماده ای با هر سمیتی و در هر مان مواجهه ای اگر دز مورد نظر را ایجاد کند سمیت یکسانی ایجاد خواهد کرد.

نکته بیست و پنجم

اگر بخواهیم به سرعت و با استفاده از نرم افزار PHAST قدرت انفجار ابر گازی ناشی از 5 کیلوگرم گاز پروپان را با 5 کیلوگرم گاز آمونیاک در محیط باز مقایسه کنیم از چه رویکردی باید استفاده کنیم؟

الف- Atmospheric storage tank-Catastrophic rupture 

ب- Standalones-Multi-energy explosion 

ج- Pressure Vessel- Catastrophic rupture

 

پاسخ:

گزینه ب صحیح است.

نکته بیست و ششم

 

کدام گزینه در مورد نرم افزار PHAST صادق نمی باشد؟
الف- نرم افزار فست PHAST می تواند آتش ناگهانی همراه با انفجار ابر گاز را مدل کند. 
ب- نرم افزار فستPHAST می تواند احتمال کر شدن افراد ناشی از انفجار ابر گاز در فواصل مختلف را مدل کند. 
ج- نرم افزار فست PHAST می تواند اثر موانع در کاهش موج انفجار را مدل کند. 
د- نرم افزار فست PHAST می تواند اثر دایک (دیواره) زیر مخازن را در کاهش ابعاد حوادث مدل کند. 

 

پاسخ:

گزینه ج صحیح است.

نکته بیست و هفتم

تفاوت دو عبارت early pool fire با late pool fire در نرم افزار PHAST در چیست؟

پاسخ:

در early pool fire فرض بر این است که آتش استخری بلافاصله پس از نشتی مخزن ایجاد شده و در آن نرخ ریزش ماده مورد نظر از مخزن در pool برابر با نرخ سوختن آن در آتش استخری است. در این بخش ماده سریعا به جرقه یا منبع انرژی دسترسی پیدا میکند.
ولی در late pool fire ماده خارج شده با تاخیر نسبت به مورد قبل به جرقه یا منبع انرژی به منظور ایجاد احتراق دسترسی پیدا می‌کند. در این حالت ما ماکزیمم شدت تابش رو از حریق دریافت خواهیم کرد

نکته بیست و هشتم

اگر شیر خروجی یک مخزن آمونیاک مایع بسته شده باشد و شیرهای اطمینان (PSV) مخزن هم عمل نکند و با افزایش فشار، مخزن به یکبار در یک فشار مشخص مثلا 200 بار متلاشی شود برای بررسی احتمال مرگ یک نفر در فاصله 100 متری از مخزن در نتیجه انفجار مخزن از کدام سناریو در نرم افزار PHAST باید استفاده کنیم؟

پاسخ: سناریوی

نکته بیست و نهم

گاز در یک واحد آپارتمانی نشت کرده و حبس شده است جرم گاز و حجم آپارتمان قابل محاسبه است در صورت انفجار آیا شیشه های واحد مجاور شکسته یا خیر؟

چگونه باید پاسخ این سئوال را به دست آوریم؟

الف- باید مدل مناسب انفجار در نرم‌افزار PHAST انتخاب و تنظیمات آن با توجه به مشخصات محیط انجام شود.

ب- باید مقاومت شیشه در مقابل ازدیاد فشار تعیین شود.

ج- با نرم‌افزار PHAST باید کانتور ازدیاد فشار ناشی از انفجار را روی نقشه بررسی کنیم.

د- همه کارهای فوق باید انجام شود

پاسخ: گزینه د

نکته سی ام

PHAST برای مدلسازی حوادث مرتبط به خطوط لوله طویل از کدام سناریوی نشت استفاده می کند؟

الف- نشتی ثابت (Leak)

ب- نشت متغیر با زمان (TV)

ج- گسست ناگهانی

د- هیچ‌کدام

پاسخ: گزینه ب

نکته سی و یکم

با استفاده از نرم افزار PHAST تعیین کنید که احتمال مرگ به ازای دریافت تشعشع 12kW/m2 در 0.33 دقیقه مواجهه چقدر است؟ اگر زمان مواجهه به 60 ثانیه افزایش یابد احتمال مرگ چند درصد می شود؟

پاسخ:
با مراجعه به گزارش (report) بخش جت فایر صفحات پایانی عدد احتمال مرگ در حالت اول 7 درصد است ولی وقتی زمان مواجهه در تب Parameters بخش Jetfire مطابق شکل زیر به 60 ثانیه تغییر می کند و برنامه دوباره ران می شود احتمال مرگ هم به 90 درصد افزایش می یابد.

نکته سی و دوم

چگونه می توان در یک بررسی یک سناریو در نرم افزار PHAST (مثلا برخورد بیل مکانیکی به خط لوله) تعیین کرد کدام حادثه فرايندي (آتش فورانی، آتش ناگهانی، انفجار و … ) احتمال دارد رخ دهند؟

و به طور كلي رخداد حوادث فرايندي در يك تجهيز به چه چيزي بستگي دارد؟

پاسخ:

با تعريف مشخصات سناريو اعم از نحوه خروج ماده از منظر قطر روزنه، فشار و دماي داخل مخزن، شرايط جوي و … نرم افزار احتمالات مربوط به وقوع حوادث را با بررسي حالات فيزيكي بررسي مي كند و در صورت امكان وقوع گزارش مي كند. لذا ممكن است در دو سناريوي متفاوت براي يك تجهيز حوادث مختلفي گزارش شود. رخداد حوادث مختلف به مشخصات سناريو و شرايط جوي بستگي پيدا مي كند.

نکته سی و سوم

چرا در نرم افزار PHAST برای نشان دادن نتایج پیامد آتش فورانی، استخری و توپی از پروفایل تشعشع در مقابل فاصله استفاده می شود ولی در آتش ناگهانی محدوده غلظتی LFL و نصف LFL گزارش می شود؟

پاسخ:

مدت زمان آتش ناگهانی بسیار کوتاه است ولی شدت تابش ناشی از آن بسیار بالا است. لذا در ارزیابی پیامد ناشی از آن فرض می‌شود افرادی که در محدوده این آتش ( یعنی بین LFL و UFL ماده قابل اشتعال) هستند، به احتمال زیاد کشته خواهند شد.

نکته سی و چهارم

مخلوطی از مواد سمی مختلف را در نظر بگیرید که در محیط پخش می شود. می خواهیم درصد مرگ و میر ناشی از این انتشار را در نقاط مختلف و در زمان های دلخواه به دست آوریم. به نظر شما نرم افزار PHAST سمیت منجر به مرگ را چگونه محاسبه می کند؟ 

الف- بر اساس سمی ترین ماده موجود در مخلوط

ب- بر اساس سمیت معادل

ج- بر اساس سمیت ماده مورد نظر

د- بستگی به هدف مطالعه، هر سه مورد ممکن است

پاسخ:

گزینه د صحیح است

نکته سی و پنجم

تفاوت دو مفهوم early pool fire با late pool fire در نرم افزار PHAST در چیست؟

الف- در early pool fire فرض بر این است که آتش استخری بلافاصله پس از نشتی مخزن ایجاد می‌شود.

ب-در early pool fire فرض بر این است که نرخ ریزش ماده مورد نظر از مخزن در pool برابر با نرخ سوختن آن در آتش استخری است

ج- در early pool fire فرض بر این است که ماده سریعا به جرقه یا منبع انرژی دسترسی پیدا میکند.

د- تمام گزینه ها 

پاسخ:

گزینه د صحیح است

توجه فرمایید که این پست دائما در حال تکمیل شدن است…