تجزیه و تحلیل اثرات دومینو (آبشاری) در صنایع فرآیندی با استفاده از شبکه بیزین- مطالعه موردی: مخازن ذخیره صنایع نفت و گاز

زمینه و هدف: پدیده دومینو و یا واکنشهای زنجیره ای حوادث (حریق، انفجار، ترکش زایی) در صنایع فرآیندی و به خصوصصنایع نفت و گاز می تواند پیامدهای فاجعه باری نظیر حادثه پالایشگاه تگزاس ایجاد کنند. اگرچه پیشرفتهای چشمگیری درزمینه آنالیز ایمنی و ریسک سناریوهای حوادث محدود (تک زنجیره ای) در سالهای اخیر ایجاد شده است، لیکن به دلیل نادرو پیچیده تر بودن این حوادث، توجه کمتری به حوادث دومینو از دیدگاه ارزیابی کمی ریسک (QRA) معطوف شده است.مطالعات اثر دومینو بیشتر متمرکز بر تخمین فرکانس بوده و کمتر به روند انتشار (الگوی گسترش فضایی و زمانی) پرداختهاند. از جمله روشهای مورد استفاده جهت تخمین فرکانس آسیب (احتمال تشدید) می توان به مدل های بر مبنای فاصله، حدودآستانه، مدلهای پرابیت، مدلهای ترکیبی حدود آستانه و پرابیت، و مدلهای ریاضی اشاره نمود. بدلیل وجود محدودیت هایی نظیرقطعی (در مقابل احتمالاتی) بودن و استفاده از پیش فرضهای بسیار ساده در این مدلها کاربرد آنها محدود می باشد. علاوه براین در بسیاری از این مدلها، اثرات دومینو در سطوح بالاتر بررسی نشده اند. در این از مطالعه یک متدولوژی جدید برایمدلسازی الگوهای انتشار اثر دومینو و تخمین احتمال اثر دومینو در سطوح مختلف، بر اساس شبکه بیزین استفاده شده است.ساختار انعطاف پذیر و تکنیکهای مدلسازی منحصر بفرد شبکه بیزین این امکان را فراهم می سازد تا آنالیز اثرات دومینو درقالب یک چارچوب احتمالاتی و با در نظر گرفتن اثرات سینرژیستی بردارهای تشدیدی (نظیر تابش حرارتی و موج انفجار)،احتمالات نویز دار و نقصهای دارای علت مشترک صورت گیرد. علاوه براین در مدل استفاده شده در این مطالعه، امکان بهحداقل رساندن عدم قطعیت ها و تعاملات پیچیده بین اجزای دخیل در اثرات دومینو با استفاده از شبکه های بیزین فراهم شدهاست. با توجه به مطالعه موردی انجام شده بر روی مخازن پارازایلین، کاربردی بودن شبکه های بیزین در مدلسازی دومینو درصنایع فرآیندی مشخص گردیده است.مواد و روش ها: مطالعه حاضر از نوع تحلیلی- مقطعی بوده که در یک صنعت نفت و گاز بر روی 8 مخزن حاوی پارازایلین انجام گردید. بدین منظور ابتدا واحدهای حساس فرآیندی (برج های تقطیر، مخازن ذخیره، راکتورها و ...) مشخص گردیده،سپس واحد (های) آغازگر دومینو مشخص شد. در مرحله بعد سناریوهای محتمل بررسی و بردارهای تشدید تعیین مقدارگردیده و با مقادیر حدود آستانه مقایسه شدند. سپس واحدهای ثانویه و سطوح بالاتر مشارکت کننده در دومینو مشخص شدهو مقادیر پرابیت محاسبه شده و شبکه بیزین متناسب با آن ترسیم گردید. در نهایت نیز احتمالات تشدیدی در هر یک ازسطوح دومینو با استفاده از نرم افزار GeNIe تعیین مقدار شده و الگوی فضایی- زمانی ترسیم گردید. یافته ها: نتایج مطالعه نشان دادند که مخزن شماره 1، بیشترین احتمال مربوط به پدیده آغازگر در شروع دومینو را دارا میباشد. هم چنین نتایج مدسازی های مختلف با ترکیب های مختلفی از بردارهای تشدید نشان دادند که در صورت بروز حریق در مخزن شماره 3، احتمال دومینو در مخازن جانبی این مخزن به میزان قابل توجهی (102 برابر) افزایش می یابد.نتیجه گیری: با توجه به اهمیت پدیده دومینو، استفاده از مدلی که بتواند به صورت دینامیک و گرافیکی این پدیده را شبیهسازی و کمی سازی نماید از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این مطالعه از شبکه بیزین جهت ارزیابی کمی و ترسیم الگوی دومینو استفاده شد. استفاده از شبکه بیزین این امکان را فراهم می سازد تا با مشاهده یک رویداد و یا بردار تشدید،احتمالات مربوط به هر سطح از دومینو به صورت دینامیک بروزرسانی شده و تعیین مقدار گردند. هم چنین امکان تعیینمحتمل ترین سناریو در شبکه با استفاده از الگوریتمهای محاسباتی وجود دارد. انجام یک مطالعه موردی بر روی 8 مخزن،کاربردی بودن روش را نشان داد. در انتها نیز پیشنهاد می شود از شبکه بیزین به صورت ترکیبی با دیاگرامهای تاثیر جهتاولویت بندی هزینه ها در پیشگیری از اثرات دومینو استفاده شود.

Keywords:

دومینو , شبکه بیزین , بردار تشدید , صنایع فرآیندی , QRA