LPG Tanker Gemileri İçin "Bleve" - Dünya Enerji Konseyi Türk Milli ...

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
(C 3 H 8 ) gazından veya propan ile normal- ve izo-bütan (n-C 4 H 10 ve i-C 4 H 10 ) 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.
AVRUPA YAKASI
Semt veya Bölge
Uzaklık
(m)
ANADOLU YAKASI
Semt veya Bölge
Uzaklık
(m)
1 Ahırkapı Trafik Kont. Merk. 600 İnci Burnu 304
2 Ayasofya Camii 990 Haydarpaşa 1590
3 Topkapı Sarayı 630 Selimiye 1200
4 Tophane 780 Şemsipaşa 420
5 Dolmabahçe Sarayı 1050 Kuzguncuk 450
6 Beşiktaş Vapur İskelesi 930 Beylerbeyi 480
7 Kuruçeşme (Sarraf burnu) 450 Çengelköy 750
8 Akıntı burnu (Arnavutköy) 195 Kuleli Askerî Lisesi 420
9 Bebek 660 Mehmetçik Burnu 270
10 Aşiyan Burnu 195 Vaniköy 390
11 Rumeli Hisarı 240 Kandilli Burnu 120
12 Balta Limanı 540 Küçüksu Sarayı 360
13 Emirgân 360 Anadolu Hisarı 300
14 Tokmak Burnu 450 Kanlıca 450
15 İstinye 720 Hıdiv Kasrı 450
16 Yeniköy (Koybaşı Burnu) 690 Çakal Burnu 300
17 Nalet Burnu 495 Çubuklu (Kozaltı Burnu) 660
18 Tarabya Oteli 450 Paşabahçe 600
19 Kireçburnu 900 Beykoz 930
20 Çayırbaşı 1800 Hünkâr Köşkü 690
21 Büyükdere 1350 Selvi Burnu 390
22 Mezar Burnu 750 Umuryeri 900
23 Sarıyer 810 Acar Burnu 330
24 Yenimahalle 510 Sütlüce 210
25 Tellitabya Burnu 390 Kavak Burnu 150
26
Rumeli Kavağı (Altınkum
Plajı)
750 Hacıağzı 840
27 Kaba Burnu 705 Keçilik Burnu 1020
28 Sarıkaya 810 Dalyanyeri 900
29 Karataş Burnu 795 Fil Burnu 300
30 Garipçe Burnu 720 Poyraz Burnu 480
31 Paşa Burnu 1500 Harmankaya Burnu 1020
32 Türkeli Feneri 1575 Anadolu Feneri 1410
11

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
Rüzgâr Hızı (m/sn)
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
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
tanker gemi, her biri 2500 m 3 su hacimli ve 0°C sıcaklıktaki çalışma basıncı 18
kg/cm 2 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
boyunca yarılmayla oluşan açılma alanının 0,05 ile 1 m 2 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
kg/cm 2 ) 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
Modellemede sırasıyla 500, 1000, 1500, 2500 ve 5000 m 3 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.
300
Ateş Topu Yarıçapı, m
250
200
150
100
50
0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
0.3334
R AT
= 16.754
V ............ (1)
R AT : ateş topu yarıçapı, m
V : yanan tank hacmi, m 3
Yanan Tank Hacmi, 1000 m 3
14

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
Işıma Akısı, kW/m 2
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
500 m3
1000 m3
1500 m3
2500 m3
5000 m3
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/m 2 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
etki açısından önemlidir. Tablo 1’de listelenen tüm semtler için yapılan
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
görülmektedir. Örneğin 1500 m 3 hacimli ve % 90 dolu bir tanktaki sıvı LPG 28
saniye içinde tükenmekte iken, bunun yaratacağı ateş topu yaşamını ve etkisini
35 saniye devam ettirecektir.
Şekil 5 – Ateş topu yaşam süresi ile yanan sıvı LPG tükenme süresinin tank
LPG hacmi ile değişimleri.
50
50
Ateş Topu Yaşam Süresi, sn
40
30
20
10
Ateş Topu
Sıvı LPG
40
30
20
10
Sıvı LPG Tükenme Süresi, sn
0
0 1 2 3 4 5 6 7
Tank Hacmi, 1000 m 3
0.2152
t AT = 7,2711V
.......... (2)
0.3351
t LPG = 2,4250
V ........ (3)
t AT
: ateş topu yaşam süresi
t LPG : LPG tükenme süresi
V
: tank LPG hacmi
0
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
1500 m 3 hacimli bir tankın BLEVE geçirmesi dikkate alınırsa, 120 m uzaklıkta ısıl
16

ışıma akısı 8 saniye içinde en yüksek değerine (260 kW/m 2 ) çıkacak, ve
başlangıçtan 35 saniye sonra, Şekil 4’te görülen başlangıç düzeyine (27 kW/m 2 )
inecektir. Eğri altında kalan alan, 27 kW/m 2 düzeyi baz alınmak üzere, Kandilli
semtinin 35 saniye içinde toplam 3157 kW/m 2 ısıl ışıma etkisi altında kalacağını
ve güneşten gelen en yüksek ısıl ışımanın 3065 katı enerji ile yangın felâketi
yaşayacağını gösterir. Eğer 5000 m 3 hacimli bir LPG tankının BLEVE geçirmesi
durumu dikkate alınırsa, ısıl ışıma akısı 19,5 saniye içinde Kandilli semtini en
yüksek 560 kW/m 2 değeri ile etkileyecek ve başlangıç anından 70 saniye sonra
27 kW/m 2 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
toplarından yayılan ısıl ışıma akıları oranlanırsa, tank hacmi 1500 m 3 ’ten 5000
m 3 ’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
bitiminde geçerli olan 27 kW/m 2 düzeyi olup, bundan sonra sönümlenip sıfıra
gideceği açıktır.
600
Isıl Işıma Akısı, kW/m 2
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
5000 m3
2500 m3
1500 m3
1000 m3
500 m3
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

asınç 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
göstermektedir. Tank hacminin 1500 m 3 ’ten büyük olması durumunda, BLEVE
noktasından yaklaşık 150 m uzaklık içinde bulunan yapılar 703 kg/m 2 (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,
p zirve , 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 K 1 ve K 2 katsayıları her bir
LPG tankı hacmi için farklı olup aşağıda verilen değerleri almaktadırlar.
Zirve Basınç, kg/m 2
800
700
600
500
400
300
500 m3
1000 m3
1500 m3
2500 m3
5000 m3
200
100
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Seyir Koridoru Merkezinden Uzaklık, m
K
p 2
zirve = K1
u ............... (4)
p zirve : zirve basınç, kg/m 2
u : uzaklık, m
K 1 : katsayı, boyutsuz
: katsayı, boyutsuz
K 2
Şekil 7 – Patlama ile oluşan şok
basıncın LPG tankı hacmi ve
BLEVE noktasına olan uzaklık ile
değişimi.
Tank
Hacmi
K 1 K 2
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
LPG hacminin 500 m 3 ’ten büyük olması durumunda, Boğaz seyir ve trafik koridoru
merkezinden 150 m uzaklık aralığı içinde insan ölümleri olasılığının % 100
olacağını iddia etmektedir.
Tank LPG hacminin 5000 m 3 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
1000 m 3 ve Lees modeline göre 2500 m 3 ’ten biraz az olması gerekmektedir.
Lees modeli, BLEVE olayı ile karşılaşan insanların giysileri
100
90
500 m3
1000 m3
1500 m3
100
90
500 m3
1000 m3
80
2500 m3
80
1500 m3
Eisenberg Ölüm Olasılığı, %
70
60
50
40
30
20
5000 m3
Lees Ölüm Olasılığı, %
70
60
50
40
30
20
2500 m3
5000 m3
10
10
0
0 100 200 300 400 500 600 700
Seyir Koridoru Merkezinden Uzaklık, m
(A)
0
0 100 200 300 400 500 600
Seyir Koridoru Merkezinden Uzaklık, m
(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