تحليل اثربخشي ايمني ولوپيت‌هاي گاز متان: يك مطالعه موردي در صنعت فولاد بر اساس طبقه‌بندي فضاهاي خطرناك

Analysis of the safety effectiveness of methane gas valve pits: A Case Study in the Steel Industry Based on Hazardous Areas Classification

گاز متان به‌عنوان يكي از پركاربردترين گازهاي مورد استفاده در صنايع داراي پتانسيل اشتعال‌پذيري بسيار بالايي مي‌باشد. لذا انجام تمهيدات ايمني به‌منظور جلوگيري از بروز حريق اين گاز بايد در اولويت يك صنعت باشد. هدف از انجام اين مطالعه سنجش و تحليل اثربخشي عملكرد سيستم تهويه موجود بر روي گودال شير يا ولوپيت‌هاي انتقال گاز متان بر اساس استاندارد طبقه‌بندي فضاهاي خطرناك بود. روش كار: اين مطالعه در يك صنعت توليد فولاد در استان قم در سال 1398 طراحي و اجرا شده است. بخش موردمطالعه شامل ولوپيت‌هاي ورودي گاز متان و ولوپيت‌هاي توزيع گاز متان در صنعت موردمطالعه بود. ابزارهاي مورداستفاده در اين مطالعه شامل دستگاه لوله پيتو DELTA OHM مدل DO-2003 براي اندازه‌گيري سرعت باد، دستگاه گاز سنج متان متعلق به شركت BW مدل GasAlert Max XTII، پروتكل نشت تأسيسات هيدروكربني مربوط به سازمان حفاظت محيط‌ زيست آمريكا (EPA)، مدل رياضي تعيين دبي جرمي گاز در زمان نشتي و استاندارد طبقه‌بندي فضاهاي خطرناك IEC-60079-10 براي تحليل اثربخشي ايمني ولوپيت‌هاي انتقال گاز متان بود. يافته ها: ميزان LELm براي گاز متان در حدود 0.0334kg/m3 و ميزان حجم محوطه نشت بر اساس معادلات استاندارد IEC-60079-10 در حدود Vz = 0.053m3 بود. بر اساس سناريوهاي نشتي، نتايج اندازه‌گيري‌ها، شبيه‌سازي‌هاي نشت و محاسبات صورت گرفته در استانداردهاي IEC-60079-10 و EPA، نشتي رايج ناشي از اتصالات در محدوده Vz < 0.1 مترمكعب بوده است. بعلاوه، نتايج محاسبات ميزان نشتي غيرمتداول ناشي از تأسيسات نشان داد براي سوراخ‌هاي با قطر بيش از 0.3mm، سيستم تهويه تعبيه‌شده بر روي ولوپيت‌هاي توزيع گاز متان موردمطالعه اثربخش نبوده و به‌سرعت حجم گاز داخل ولوپيت‌ها از مرز تهويه بالا عبور كرده و احتمال تجمع خطرناك گازها در ولوپيت‌ها را به همراه خواهد داشت. نتيجه گيري: يافته‌هاي اين مطالعه بيانگر اين بود كه با وجود كوچك‌ترين ميزان نشتي، احتمال بروز جو انفجاري درون ولوپيت‌هاي موردمطالعه وجود دارد، لذا بايستي تمهيدات ويژه‌اي براي جانمايي، تعمير و نگهداري، بازرسي نشتي، تمهيدات ايمني براي ورود به ولوپيت‌ها و همچنين پيشگيري از رسيدن منابع حرارتي لازم مانند الكتريسيته ساكن و غيره توسط كاربران اين تأسيسات بكار گرفته شود.

Methane is one of the most widely used gases in industries with a high flammability potential. This study aimed to evaluate the efficiency of ventilation systems installed on methane valve pits based on hazardous areas classification. Material and Methods: This study was implemented in a steel industry in Qom Province in 2019. The tools used in this study were a DELTA OHM pitot tube (DO-2003) to measure wind speed, EPA Protocol for equipment leak emission estimates (U.S. Environmental Protection Agency) and IEC-60079-10 for evaluating the safety of ventilation of methane valve pits. Results: The methane LELm was about 0.0334 kg/m3, and the volume of the release area was approximately VZ=0.053 m3. The expected leak emissions were within the Vz<0.1 m3 range. The ventilation system embedded on methane distribution pipelines was not effective for openings with diameters of more than 0.3 mm and the volume of gas inside the valve pits would quickly exceed high ventilation border which might lead to a dangerous accumulation of gas in the valve pits. Conclusion: Given that a very small opening or leak in gas transmission valves may lead to the formation of an explosive atmosphere, it is essential to monitor methane before entering the valve pit area and performing any operations on valve pits.