LPG Tanker Gemileri İçin - DEK-TMK
advertisement
Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ LPG TANKER GEMİLERİ İÇİN “BLEVE” OLGUSU MODELLEMESİ VE SONUÇLARIN İSTANBUL BOĞAZI İÇİN DEĞERLENDİRİLMESİ İ. Metin MIHÇAKAN* ve A. Hilâl KIVANÇ** * İTÜ Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bölümü ** Zorlu PetroGas, A.Ş. ÖZET Günümüze kadar İstanbul Boğazı’nda bir LPG tanker gemisinin karıştığı her hangi bir deniz kazası olmamıştır. Fakat, her zaman var olan böyle bir kaza potansiyeli, LPG tanker gemilerinin Boğaz’dan geçmelerinin engellenmesini gerektirmez. Ancak, olası böyle bir deniz kazasının olası sonuç ve etkilerinin araştırılması, Boğaz’daki tanker gemi kazalarının risk analiz çalışmalarına veri sağlanması açısından gereklidir. Bu çalışmada, olası bir kaza sonucunda bir LPG tanker gemisinde gerçekleşebilecek BLEVE (kaynayan sıvı genleşen buhar patlaması) olgusunun, İstanbul Boğazı trafik koridorunda ve sahil semtlerinde yaratacağı etkileri bir modelleme ile araştırılmıştır. BLEVE ile oluşacak ısıl ışıma akısı ve buna bağlı ısıl enerji aktarımı ile şok dalgası etkilerinin uzaklıkla ve zamanla değişimleri incelenmiş, insanlarda ızdırap, yanma ve ölüm ; yapılarda ise yangın ve yıkım olarak belirlenen hasarlarla ilişkilendirilmiştir. TANITIM LPG (Likit Petrol Gazı – Liquefied Petroleum Gas) genellikle yalnızca propan (C3H8) gazından veya propan ile normal- ve izo-bütan (n-C4H10 ve i-C4H10) gazları karışımı olan bir hidrokarbon gazdır. İklimsel özelikler ve kullanım amacı gereği, Türkiye’de ticarî LPG’nin bileşimi % 30 propan, % 70 bütan (izo ve normal bütan) karışımıdır. LPG ya daha sonra karıştırılmak üzere propan ve bütan olarak ayrı ayrı, veya karışım halinde taşınabilir. Gövdelerinde en az iki LPG bölmesi (veya tankı) bulunduran LPG taşıyıcı tanker gemiler i) soğutmalı ve ii) basınçlı olarak iki ayrı türdedirler. Yarı veya tam soğutmalı olabilen tanker gemilerde, LPG düşük sıcaklık ve düşük basınç altında taşınır.[1] Basınçlı tanker gemilerde taşınan LPG’nin değişen ortam sıcaklığına bağlı olarak değişen hacmi kontrol edilemediğinden, tanklar tehlike yaratmamak için % 100 doldurulmazlar. Tank 9 doluluğu yükleme sıcaklığı ile LPG şirketine özgü bir güvenlik katsayısına göre genellikle % 85 – % 97 arasında değişir.[2,3] 2000–2002 yılları istatistiklerine göre, İstanbul Boğaz’ından petrol ve türevi sıvılar, doğal gaz ve LPG taşıyan tanker gemi geçişi bir ayda ortalama 100 tane olup, LPG taşıyıcı geçişi ayda 45 tane olabilmektedir.[4] İstanbul Boğazı’nın morfolojik yapısı, mekanik gemi arızaları ve kılavuz almadan seyreden gemilerdeki kaptan hataları gibi nedenlerle Boğaz’da olan gemi kazalarının % 60 kadarı gemi çatışmaları ve karaya oturma biçimindedir.[5] Bazı sahil semtlerinin Boğaz’daki gemi seyir koridoruna olan yakınlıkları ve önceki tanker gemi kazalarının sonuçları dikkate alınırsa, LPG taşıyıcı bir geminin karışacağı olası bir kazanın, Boğaz ve sahillerinde çok ciddî hasarlara yol açabilecek etkileri olabileceği iddia edilebilir. Ancak, bu etkilerin neler olabilecekleri ve fiziksel boyutlarını ortaya koyan her hangi bir bilimsel çalışma bulunmamaktadır. İSTANBUL BOĞAZI’NIN ÖZELİKLERİ VE GEMİ KAZASI RİSK ETMENLERİ Yapısal ve morfolojik özelikleri çeşitli kaynaklarda bulunabilecek [5-9] İstanbul Boğazı derinliği, sığ banklar (2-3 m) dışında derinliği genellikle 20 m cıvarında olup, en derin yeri (110 m) Kandilli–Bebek arasındadır. Boğaz’ın 45°’lik Kandilli ve 80°’lik Yeniköy dönüşleri de dahil 12 kıvrımı, Boğaz’ın orta ekseninin Asya tarafındaki kuzeye gidiş ve Avrupa tarafındaki güneye gidiş trafik koridorunda seyrüsefer için tehlike oluşturur. Boğaz’ın bazı sahil semtlerinin kendi taraflarındaki seyir ve trafik koridoru merkezine olan uzaklıklarının verildiği Tablo 1’e göre, Boğaz’ın dar yerlerinde bu uzaklıklar 120–150 m’ye kadar düşmektedir. İstanbul Boğazı’nın meteorolojik ve oşinografik özeliklerini veren bir çalışmaya göre,[10] Boğaz ekseninde en yüksek hıza ulaşan ve seyrü seferi olumsuz etkileyen egemen rüzgâr poyraz olup, buna özellikle güz ve kış aylarında şiddetli yıldız, karayel ve lodos rüzgârları eklenir. Boğaz’ın aylık ortalama rüzgâr şiddetleri Tablo 2’de verilmektedir. Sis ve hava kirliliği özellikle Şubat-Nisan ayları arasında İstanbul Boğaz’ında seyrü seferi olumsuz etkiler ve genellikle sabah erken saatlerde görüş uzaklığının 500 m altına kadar düşmesine yol açar. 10 Tablo 1 – İstanbul Boğazı’nda bazı sahil semtlerinin, kendi yakaları tarafındaki seyir ve trafik koridoru merkezine olan uzaklıkları. Semt No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 AVRUPA YAKASI Semt veya Bölge Ahırkapı Trafik Kont. Merk. Ayasofya Camii Topkapı Sarayı Tophane Dolmabahçe Sarayı Beşiktaş Vapur İskelesi Kuruçeşme (Sarraf burnu) Akıntı burnu (Arnavutköy) Bebek Aşiyan Burnu Rumeli Hisarı Balta Limanı Emirgân Tokmak Burnu İstinye Yeniköy (Koybaşı Burnu) Nalet Burnu Tarabya Oteli Kireçburnu Çayırbaşı Büyükdere Mezar Burnu Sarıyer Yenimahalle Tellitabya Burnu Rumeli Kavağı (Altınkum Plajı) Kaba Burnu Sarıkaya Karataş Burnu Garipçe Burnu Paşa Burnu Türkeli Feneri Uzaklık (m) ANADOLU YAKASI Semt veya Bölge Uzaklık (m) 600 990 630 780 1050 930 450 195 660 195 240 540 360 450 720 690 495 450 900 1800 1350 750 810 510 390 İnci Burnu Haydarpaşa Selimiye Şemsipaşa Kuzguncuk Beylerbeyi Çengelköy Kuleli Askerî Lisesi Mehmetçik Burnu Vaniköy Kandilli Burnu Küçüksu Sarayı Anadolu Hisarı Kanlıca Hıdiv Kasrı Çakal Burnu Çubuklu (Kozaltı Burnu) Paşabahçe Beykoz Hünkâr Köşkü Selvi Burnu Umuryeri Acar Burnu Sütlüce Kavak Burnu 304 1590 1200 420 450 480 750 420 270 390 120 360 300 450 450 300 660 600 930 690 390 900 330 210 150 750 705 810 795 720 1500 1575 11 Hacıağzı Keçilik Burnu Dalyanyeri Fil Burnu Poyraz Burnu Harmankaya Burnu Anadolu Feneri 840 1020 900 300 480 1020 1410 Tablo 2 - İstanbul Boğazı’nda karşılaşılan aylık ortalama rüzgâr şiddetleri.[10] Aylar 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Rüzgâr Yönü KD 3,8 3,1 3,4 3,1 3,1 3,6 3,6 3,7 3,0 3,2 2,9 3,8 GB 4,3 4,2 3,3 2,8 2,6 2,6 2,7 2,8 2,9 2,8 4,0 4,5 Rüzgâr Hızı (m/sn) KD= kuzey-doğu, GB= güney-batı Deniz trafiğini çok etkileyen bir diğer etmen ise, yer yer 2,2 mil/st (4074 m/st) hıza erişebilen ve deinlikle azalan, bazı koylar cıvarında burgaç akımların yol açtığı girdaplarla deniz trafiği için tehlikeli ortamlar yaratan yüzey akıntılarıdır. Dar ve/veya keskin dönüş yerlerinde oluşan ters akıntılar, uzun gemilerin sürüklenerek diğer bir gemi rotasına girmelerine ve gemilerin çatışmalarına yol açabilmektedirler.[7-10] Ek olarak, biri Bebek–Kandilli ve diğeri Rumeli Kavağı– Anadolu Kavağı arasında Boğazı havadan geçen enerji nakil hatları, gemilerin radarlarını olumsuz etkileyerek cıvarda bir başka gemi varmış gibi “sanal eko” oluşmasına yol açabilmektedirler.[8] LPG TAŞIYICI BİR TANKER GEMİ İÇİN “BLEVE” KURGUSU Bu çalışma, Boğaz’da seyreden bir ticarî geminin her hangi nedenle bir LPG tanker gemisiyle çarpışma (denizcilik diliyle “çatışma”) kurgusu kapsamında yapılmıştır.[9] Bu kurguda dikkate alınan LPG tanker gemisi, yandan görünüşü Şekil 1’de verilen tipik bir basınçlı gemidir. Yaklaşık 5000 metrik gros ton’luk bu 3 tanker gemi, her biri 2500 m su hacimli ve 0°C sıcaklıktaki çalışma basıncı 18 2 kg/cm ile sınırlı olan, yatay konumda ikiz LPG tankı ile donatılmıştır. Şekil 1 – Kurgulanan LPG taşıyıcı basınçlı tanker geminin yandan görünümü. Kurguya göre Boğaz’ın her hangi bir yerindeki çatışma sırasında, ticarî geminin 56,3° açılı burnu Şekil 2’de görüldüğü gibi LPG taşıyıcının sancak tarafına dik doğrultuda gelir ve üst güvertede 2,3 m genişliği ve LPG tankını yaracak kadar ilerler. İdealize edilmiş bu ilerlemenin, tank çeperinde en çok 5-6 m yay 12 uzunluğunda yarmaya yol açabileceği ve bunun da en çok 3-4 m uzunlukta bir yay kirişine karşılık gelebileceği geometrik hesaplamalarla saptanmıştır. Yay kirişi 2 boyunca yarılmayla oluşan açılma alanının 0,05 ile 1 m arasında değişeceği varsayılmıştır. Ortalama % 0.90 doluluk için, çatışmadan önce tank içindeki sıvı LPG düzeyinin üstten 0,5 m aşağıda olması gerektiği hesaplanmıştır. Tankta oluşacak en büyük yarıktan dışarı LPG boşalımı, en çok 4,8 m yüksekliğinde bir LPG sıvı sütunu etkisi altında olacaktır. Sıvı LPG sütunu ve etkisi boşalmayla azalır ve LPG sıvı düzeyi yarılma alt ucuna indiğinde sıfırlanır. Şekil 2 – Çatışmada gemilerin konumları ve LPG tankından boşalım boyutlandırması. Çatışmadan önce, tanker geminin tanklarındaki LPG’nin ağırlıkça % 30 propan, % 35 normal bütan, ve % 35 izo bütan gazlarının bir karışımı olduğu varsayılmıştır. Tanker geminin sıcak bir yaz gününde denizdeki seyri sırasında, geminin güneşe açık tanklarındaki sıcaklığın, denizin serinletme etkisi de dikkate alınarak, en fazla 40°C uç (extreme) sıcaklığa yükselebileceği varsayılmıştır. Seyir sırasında tanklar içindeki LPG sıvı ve buhar fazlarının termodinamik dengede olacakları dikkate alınarak, bu uç sıcaklıktaki kaynama (kabarcık) basıncı 750 kPa (7.65 2 kg/cm ) olarak hesaplanmıştır. BLEVE modellemesinde başlangıç koşulu olan bu basınçta, LPG’nin molar olarak % 99.8 sıvı ve % 0.2 buhar fazında ve her bir fazın da mol kesir olarak Tablo 3’te verilen bileşimde olacağı bulunmuştur. Tablo 3 – Tanker geminin taşıdığı LPG’nin sıvı ve gaz fazı bileşimlerinin mol kesir olarak dağılımları. 13 Çatışma ile yarılan tankta LPG atmosfer basıncına düşecek ve buhar fazındaki LPG tanktan dışarı boşalırken, sıvı LPG de bir anda atmosfer basıncında kaynayarak buhar fazına geçmeye başlayacaktır. Dışarı boşalan LPG buharı, çatışma sırasında metal metale sürtünme ile çıkan kıvılcımla yanmaya başlayacak ve kaynamasını sürdürerek sürekli buharlaşan sıvı LPG ise yangını besleyecektir. Bu çalışmada modellenmemiş olan yangının yüksek sıcaklık etkisi, hasar görmemiş olan ikinci LPG tankının ısınmasına yol açacak ve bu tanktaki sıvı LPG hızla buhar fazına geçerek iç basıncı artıracaktır. İç basınç tankın dayanım basıncını aştığında, BLEVE (kaynayan sıvı genleşen buhar patlaması Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) olarak anılan ve tankın parçalanmasıyla son bulan patlama olgusu gerçekleşecektir. BLEVE VE YARATACAĞI OLASI ETKİLERİN MODELLENMESİ 3 Modellemede sırasıyla 500, 1000, 1500, 2500 ve 5000 m hacimli ve ortalama % 90 dolu LPG tanklarında olabilecek BLEVE olgusu incelenirken, modelleme koşulları için izleyen varsayımlar yapılmıştır. Tanktaki LPG % 30 propan %70 bütan karışımıdır. BLEVE sırasında İstanbul Boğazı’nda hava sıcaklığı 20°C ve nem içeriği en çok % 70 düzeyindedir. Yanan sıvı LPG’nin buhar fazına doygunluk basıncındaki sonuçları dikkate alınmıştır. Modelleme sonuçları, olay yerinden her uzaklık için yerden 2 m yükseklikte konuşlanmış nesneler (insan veya bina) üzerindeki BLEVE etkileridir. Bu modelleme çalışması, Shell Petrol Şirketinin bu araştırma için ücretsiz kullanım izni verdiği Shell FRED (Fire, Release, Explosion, Dispersion) 4.0 yazılımının LPG Lite, BLEVE, ve Liquid Release modelleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.[9,11] BLEVE ile oluşacak ateş topu yarıçapı Şekil 3’te görüldüğü gibi artan tank hacmi ile doğrusal olmayan ve Denk.(1) ile verilen bir davranışla artmaktadır. Şekil 3 – Ateş topu yarıça-pının % 90 dolu tank LPG hacmi ile değişimi. Ateş Topu Yarıçapı, m 300 250 200 150 100 50 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Yanan Tank Hacmi, 1000 m3 R AT = 16.754 V 0.3334 ............ (1) RAT : ateş topu yarıçapı, m 3 V : yanan tank hacmi, m 14 4.5 5.0 5.5 Kurgu gereği ateş topu tek yönlü seyir ve trafik koridoru merkezinde oluşmaktadır. Ateş topundan yayılacak ısıl ışıma akısının tank LPG hacmi ve uzaklık ile değişimi BLEVE modeli kullanılarak araştırılmıştır ve elde edilen sonuçlar Şekil 4’de grafiksel olarak verilmektedir. Burada görüldüğü gibi, her LPG hacmi için ısıl ışıma akısı artan uzaklıkla azalmakta ve asimptotik olarak sönümlenmektedir. 28 26 500 m3 24 1000 m3 Işıma Akısı, kW/m 2 22 20 1500 m3 18 2500 m3 16 5000 m3 14 12 10 8 6 4 2 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Ateş Topundan Uzaklık, m Şekil 4 – BLEVE ateş topundan yayılan ısıl ışıma akısının tank LPG hacmi ve ateş topundan olan uzaklık ile değişimi. Ateş topundan belirli bir uzaklıkta ısıl ışıma akısı artan LPG hacmi ile artmaktadır ; ancak bu noktasal artıştaki değişim doğrusal değildir ve artan tank hacmi ile azalmaktadır. Güneşten gelen ısıl ışımanın, günün öğle saatinde ve bir anda en fazla 1.03 kW/m2 olduğu düşünülürse, Boğaz’da bir yöndeki seyir ve trafik koridoru merkezinde oluşacak bir ateş topundan 150–350 m arası bir uzaklıkta bulunan sahile, yanan LPG hacmine bağlı olarak bir anda güneşten gelen ısıl ışımanın yaklaşık 10 katı uygulanacaktır. Tablo 1’deki semtlerin % 20 kadarı bu uzaklık aralığı içindedir ve bu semtler bir anda şiddetli ısıl şokun yakıcı ve kör edici etkisi altında kalacaklardır. Daha uzakta bulunan semtlerde için azalan yakma etkisi yalnızca insan gözü ve tenine zararlı olacaktır. Isıl ışımanın veya ateş topunun yaşam süresi bu ısıl ışımanın belirli bir noktaya uyguladığı toplam Tablo 1’de listelenen tüm semtler için yapılan etki açısından önemlidir. hesaplama sonuçları kullanılarak, LPG hacmine karşılık ateş topu yaşam süresi ve yanan sıvı LPG’nin tükenme süresi hesaplanmış ve Şekil 5’te görülen grafik oluşturulmuştur. Ateş topunun yaşam süresi ile yanan sıvı LPG’nin tükenme süresinin % 90 dolu tank hacmi ile değişiminin, sırasıyla, Denk.(2) ve Denk.(3) ile verilen üssel bir davranışla artmakta olduğu görülmektedir. Bu denklemler, modelleme ile elde edilen verilerden en uygun eğri geçirme (best curve fit) yöntemi kullanılarak çıkartılmışlardır. Tank LPG hacmi aynı kalmak üzere, ateş 15 topu yaşam süresinin sıvı LPG tükenme süresinden daha uzun olacağı 3 görülmektedir. Örneğin 1500 m hacimli ve % 90 dolu bir tanktaki sıvı LPG 28 saniye içinde tükenmekte iken, bunun yaratacağı ateş topu yaşamını ve etkisini 35 saniye devam ettirecektir. 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 Sıvı LPG Tükenme Süresi, sn Ateş Topu Yaşam Süresi, sn Şekil 5 – Ateş topu yaşam süresi ile yanan sıvı LPG tükenme süresinin tank LPG hacmi ile değişimleri. Ateş Topu Sıvı LPG 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Tank Hacmi, 1000 m3 t AT = 7,2711 V 0.2152 .......... (2) t LPG = 2,4250 V 0.3351 ........ (3) tAT : ateş topu yaşam süresi tLPG : LPG tükenme süresi V : tank LPG hacmi Ateş topundan yayılan ısıl ışıma akısı, ateş topunun sınırlı yaşam süresi içinde önce bir zirve değere çıkar ve sonra giderek sönümlenir. Isıl ışıma akısının bu davranışı ateş topundan olan uzaklıkla değişir. Bu durumu bir örnekle göstermek amacıyla, Asya yakası seyir ve trafik koridoru merkezinden 120 m uzaklıktaki Kandilli semti için bu davranış zamanın bir işlevi olarak farklı tank LPG hacimlerine göre incelenmiş ve Şekil 6’da görülen sonuçlar elde edilmiştir. Eğer 3 1500 m hacimli bir tankın BLEVE geçirmesi dikkate alınırsa, 120 m uzaklıkta ısıl 16 2 ışıma akısı 8 saniye içinde en yüksek değerine (260 kW/m ) çıkacak, ve 2 başlangıçtan 35 saniye sonra, Şekil 4’te görülen başlangıç düzeyine (27 kW/m ) 2 inecektir. Eğri altında kalan alan, 27 kW/m düzeyi baz alınmak üzere, Kandilli 2 semtinin 35 saniye içinde toplam 3157 kW/m ısıl ışıma etkisi altında kalacağını ve güneşten gelen en yüksek ısıl ışımanın 3065 katı enerji ile yangın felâketi 3 yaşayacağını gösterir. Eğer 5000 m hacimli bir LPG tankının BLEVE geçirmesi durumu dikkate alınırsa, ısıl ışıma akısı 19,5 saniye içinde Kandilli semtini en 2 yüksek 560 kW/m değeri ile etkileyecek ve başlangıç anından 70 saniye sonra 2 27 kW/m düzeyine inecektir. Bu durumda, Kandilli semti 70 saniye içinde toplam olarak güneşten gelen en yüksek ısıl ışımanın yaklaşık 14,223 katı bir ısıl ışıma etkisi ile kavrulacaktır. Eğer her iki tank hacmi ve bunların oluşturacağı ateş 3 toplarından yayılan ısıl ışıma akıları oranlanırsa, tank hacmi 1500 m ’ten 5000 3 m ’e 3.33 kat artarken, toplam ısıl ışımanın 4.64 kat arttığı görülür. Tüm tank LPG hacimleri için ısıl ışıma akısının son değeri, ateş topunun yaşam süresi 2 bitiminde geçerli olan 27 kW/m düzeyi olup, bundan sonra sönümlenip sıfıra gideceği açıktır. 600 550 5000 m3 2500 m3 500 1500 m3 Isıl Işıma Akısı, kW/m2 450 1000 m3 500 m3 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Zaman, sn Şekil 6 – Isıl ışıma akısının farklı tank hacimleri için etki süresi davranışı. BLEVE sonucunda Boğaz sahillerini etkileyecek bir diğer etmen de, patlama ve ateş topu oluşumu sonucunda çevreye yayılacak basınç şok dalgasıdır. Değişik tank LPG hacimleri için yapılan modellemede, yayılan basınç şok dalgasının tek yönlü seyir ve trafik koridoru merkezinden sahile olan uzaklıkla nasıl değiştiği araştırılmış ve elde edilen sonuçlar Şekil 7’de görüldüğü gibi uzaklığa karşı zirve 17 basınç değerleri olarak çizilmiştir. Yayılan basınç üssel bir davranış içinde artan uzaklıkla azalmakta ve zirve basınç değerleri artan tank hacmi ile doğrusal olmayan bir ilişki içinde artmaktadır. Örneğin tank hacmi iki kat arttığında, olay yerinden aynı uzaklıkta zirve basınç değeri iki kat değil, daha az artış 3 göstermektedir. Tank hacminin 1500 m ’ten büyük olması durumunda, BLEVE 2 noktasından yaklaşık 150 m uzaklık içinde bulunan yapılar 703 kg/m (0.069 bar) düzeyinde ve tek yönlü bir basınç şok dalgası etkisinde kalacaklar ve bunların tuğla duvarları büyük olasılıkla patlayacaktır. Şekil 7’de görülen zirve basınç, pzirve, değerleri uzaklığın, u, bir işlevi olarak Denk.(4) ile verilen üssel ilişki ile azalmaktadırlar. Şekil 7’deki modelleme sonuçlarından en uygun eğri geçirme (best curve fit) yöntemi ile elde edilen bu denklemdeki K1 ve K2 katsayıları her bir LPG tankı hacmi için farklı olup aşağıda verilen değerleri almaktadırlar. 800 500 m3 1000 m3 700 Zirve Basınç, kg/m2 1500 m3 600 2500 m3 5000 m3 500 400 300 200 100 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Seyir Koridoru Merkezinden Uzaklık, m p zirve = K1 u pzirve u K1 K2 K2 ............... (4) 2 : zirve basınç, kg/m : uzaklık, m : katsayı, boyutsuz : katsayı, boyutsuz Şekil 7 – Patlama ile oluşan şok basıncın LPG tankı hacmi ve BLEVE noktasına olan uzaklık ile değişimi. Tank Hacmi K1 K2 500 58 021 − 0.9987 1000 73 618 − 0.9999 1500 83 881 − 0.9988 2500 94 917 − 0.9923 5000 102 349 − 0.9690 18 İnsanların BLEVE sonucunda oluşan ısıl ışıma akısından ve basınç şok dalgasından ne düzeyde etkilenecekleri Eisenberg ve Lees modellerine göre değerlendirilmiştir. Her iki modele göre, değişik tank hacimleri için BLEVE durumunda insan ölümleri olasılığının BLEVE noktasından olan uzaklığa göre yüzde olarak değişimi Şekil 8’de verilmektedir. Lees modeli Eisenberg modeline göre daha tutucu bir yaklaşımla ölüm alanı yarıçapı değişimini (BLEVE noktasından uzaklık olarak) daha dar almaktadır. Ancak, her iki model de tank 3 LPG hacminin 500 m ’ten büyük olması durumunda, Boğaz seyir ve trafik koridoru merkezinden 150 m uzaklık aralığı içinde insan ölümleri olasılığının % 100 olacağını iddia etmektedir. 3 Tank LPG hacminin 5000 m olması durumunda, insan ölümleri olasılığının % 100 olacağı alan Eisenberg modeline göre BLEVE noktasından 300 m, Lees modeline göre ise 330 m yarıçaplı bir dairedir. Bu alan içinde insan ölümleri olasılığının % 10’dan düşük olabilmesi için, tank hacminin Eisenberg modeline göre en fazla 3 3 1000 m ve Lees modeline göre 2500 m ’ten biraz az olması gerekmektedir. Lees modeli, BLEVE olayı ile karşılaşan insanların giysileri 100 100 500 m3 1000 m3 90 500 m3 90 1000 m3 1500 m3 1500 m3 80 2500 m3 5000 m3 2500 m3 70 Lees Ölüm Olasılığı, % Eisenberg Ölüm Olasılığı, % 80 60 50 40 30 70 50 40 30 20 20 10 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Seyir Koridoru Merkezinden Uzaklık, m 5000 m3 60 0 0 100 200 300 400 500 600 Seyir Koridoru Merkezinden Uzaklık, m (A) (B) Şekil 8 – Eisenberg (A) ve Lees (B) modeline göre, insan ölüm olasılığının farklı tank LPG hacimleri için ve BLEVE noktasından olan uzaklıkla değişimi. vs ile belirli düzeyde korunarak, veya en azından olay yerinden uzaklaşma ya da saklanma eğilimi göstererek ölüm olasılığını düşürebileceklerini dikkate aldığı için, Eisenberg modelinden daha gerçekçi bir yaklaşım olarak kabul edilmektedir. 19 SONUÇLAMA Bu çalışmada İstanbul Boğazı’nda seyretmekte olan bir LPG taşıyıcı tanker gemi ile bir başka geminin çatışması sonucunda oluşabilecek BLEVE olayı ile, bunun Boğaz sahil semtleri üzerine yaratacağı olası tehlikeler bir senaryo kapsamında incelenmiş ve Shell FRED 4.0 yazılımı kullanılarak modellenmiştir. Bir tankta BLEVE sonucu oluşacak ateş topunun çapı tank LPG hacmine bağlı olarak 280 ile 573 m arasında değişebilecek, 300 m uzağa kadar etkili olabilecektir. BLEVE noktasına 120–150 m uzaklıkta bulunan semtler, tank LPG hacmine bağlı olarak bir anda güneşin ısıl ışımasının 125–560 katı, toplamda ise 35 saniye içinde yaklaşık 3000 katı ve 70 saniye içinde 14,000 katı kadar ısıl ışıma altında kalabileceklerdir. BLEVE sonucunda oluşacak basınç şok dalgaları, BLEVE noktasına 120–150 m uzaklıkta bulunan semtlerdeki yapıların tuğla duvarlarını patlatabilecek, daha uzak semtlerde ise pencere camlarının kırılmasına neden olabilecektir. BLEVE nedeniyle oluşacak ölüm alanı yarıçapını belirlemek üzere kullanılan iki ayrı model, Boğaz seyir ve trafik koridoruna 150 m uzaklıkta bulunan semtlerde % 100 ölümlerin olacağını göstermektedir. Elde edilen sonuçlara göre, en yakıcı ve yıkıcı BLEVE tehlikesi altında olan Boğaz sahil semtleri, Avrupa yakasında Arnavutköy (Akıntı burnu), Aşiyan burnu, Rumeli Hisarı, ve Emîrgan ; Asya yakasında Kandilli ve Mehmetçik burnu, Kanlıca, Anadolu Hisarı, Sütlüce, Acarburnu, ve Kavak burnudur. TEŞEKKÜR Yazarlar bu çalışmanın yapılabilmesi için kaçınılmaz olan Shell FRED 4.0 ve destek yazılımını ücretsiz kullanma hakkı veren Shell Research Ltd. Şirketine, ve verdikleri bilgiler için Kıyı Emniyeti ve Gemi Kurtarma İşl. Genel Müdürlüğün’e teşekkür ederler. KAYNAKÇA 1. “LPG Emniyeti, LPG Sanayiinde Emniyet Uygulamasına Yönelik Kurallar”, Birleşmiş Milletler yayını, ISBN: 92-807-1711-1, 1998, s. 15-20. 2. Bayburtlugil, B., Proje Müdürü, AYGAZ A.Ş., İstanbul, 03.2005. 3. Yüzüak, E., Proje Mühendisi, Kişisel görüşme. BP Gaz A.Ş., İstanbul, 03.2005. 4. Türk Kılavuz Kaptanlar Derneği, http://www.turkishpilots.org.tr, 09.05.2005. 5. Kıyı Emniyeti ve Gemi Kurtarma İşletmeleri Genel Müdürlüğü personeli, Kişisel görüşme, İstanbul, 02.2005. 6. ”Boğazlar ve Marmara Bölgesi Deniz Trafik Düzeni Hakkında Tüzük”, T.C. Resmi Gazete, sayı 21815, Bölüm 5, Ankara, 11.01.1994, s. 16-20. 7. Mıhçakan, İ.M., Yıldız, T.T., ve Çenberlitaş, S.:”An Analysis for Emergency Response for Oil Spills in Bosporus”, Jou. Env. Prot. Ecol., spec. issue, Marine and Inland Pollut. and Prev., Balkan Env. Assoc., Sofia, Bulgaria, 2003, 92-101. 8. ”Türk Boğazlarının Yapısal Özelikleri”, www.denizce.com. 01.03.2005. 9. Kıvanç, A.H.:”İstanbul Boğazı’nda Olası bir LPG BLEVE’sinin Sahillerde Yarata-cağı Hasarın Modellenmesi”, bitirme tasarım proj., Petrol ve Doğal Gaz Müh. Böl., İst. Tenik Üniv., Maslak, İstanbul, Mayıs 2005. 10. Yılmaz. A.:”Boğazların İklim Özeliklerini Seri Etkileyen Meteorolojik ve Oşino-grafik Faktörler”, VTMS Operatörlerinin Eğitimi, 2004, s 18-50. 11. Shell FRED 4.0, Shell Shepherd Desktop 2.0 Copyright @1999-2004 Shell Research Limited, Chester, England, Standalone Licence., 2005. 20
