تدبیر: سیستم پایش آتش و گاز یا به اختصار سیستم F&G به طور مداوم شرایط غیرعادی مانند آتش‌سوزی یا انتشار گازهای قابل اشتعال و سمی را در محیط‌هایی مانند نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها پایش می‌کند. سیستم پایش آتش و گاز در صورت لزوم هشدارهای اولیه را برای جلوگیری از تشدید حادثه و حفاظت از محیط صادر می‌کند تا اقدامات متعاقب لازم اتخاذ شوند. با پیاده‌سازی یک سیستم F&G مناسب، می‌توان ایمنی لازم را برای محافظت از زیرساخت‌های حیاتی فراهم کرد و در عین حال، از آمادگی عملیاتی در شروع پروژه اطمینان حاصل خواهد شد. اما سیستم F&G چیست؟ برای چه اهدافی از آن استفاده می‌شود؟ و اجزای تشکیل‌دهنده این سیستم کدامند؟ برای دریافت پاسخ این سؤالات و بیشتر، به ادامه مطلب رجوع کنید.
سیستم F&G چیست؟
سیستم F&G مخفف عبارت انگلیسی Fire and Gas Detection System به معنای سیستم پایش آتش و گاز است. از آنجایی که سیستم‌های اطفای حریق یک جزء اصلی در سیستم‌های پایش آتش و گاز به حساب می‌آیند، به این سیستم‌ها سیستم اطفا حریق F&G نیز گفته می‌شود. چنانکه اشاره شد، این سیستم به صورت پیوسته به شرایط غیرعادی مانند آتش‌سوزی یا انتشار گازهای قابل اشتعال و سمی در محیط‌های پرخطری مانند نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها و پالایشگاه‌ها نظارت می‌کند.
سیستم‌های F&G برای تشخیص تغییراتی که می‌تواند با آتش‌سوزی اولیه یا نشت گاز مرتبط باشد، طراحی شده‌اند. اکثر اوقات، از یک یا چند صفحه کنترل در سیستم‌های پایش آتش و گاز استفاده می‌شود که هر کدام از این صفحات کنترل به دتکتورهای میدانی، واحدهای صدور سیگنال و فعال‌کننده‌ها متصل هستند. این سیستم‌ها معمولاً برای انجام سه عملکرد اصلی فراخوانی می‌شوند که عبارتند از نظارت، هشدار و فعال‌سازی.
هدف از راه‌اندازی سیستم پایش آتش و گاز چیست؟
به طور کلی، هدف از راه‌اندازی سیستم‌های پایش آتش و گاز موارد زیر را شامل می‌شود.
- به حداقل رساندن خطرات و عواقب ناشی از یک رویداد تصادفی
- به حداقل رساندن احتمال وقوع حوادث خطرناک
- ایجاد محیط کار امن برای کارکنان
- اتخاذ اقدامات و تعبیه امکانات لازم برای تخلیه و فرار کارکنان
- اتخاذ اقدامات و تعبیه امکانات لازم برای شناسایی، ایزوله‌سازی و به حداقل رساندن انتشار کنترل‌نشده مایعات و گازهای قابل اشتعال و سمی
- فراهم کردن سیستم‌های حفاظت در مقابل حریق مناسب برای تحت کنترل درآوردن و مهار سریع حریق‌های قابل پیش‌بینی که ممکن است در طول عملیات ایجاد شوند.
- به حداق رساندن پتانسیل آلودگی زیست محیطی ناشی از نشت اتفاقی مواد، انجام عملیات تهویه یا شعله‌ور شدن مواد خطرناک
اهمیت استفاده از سیستم F&G
سیستم‌های F&G از آنجایی اهمیت پیدا می‌کنند که برای خودکار کردن اقدامات اضطراری جهت کاهش خطرات مرتبط با تشدید حوادث مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، کاربرد این سیستم‌ها برای ریکاوری سریع از شرایط غیرعادی و از سرگیری کامل تولید بسیار مهم است. یک سیستم ایمنی F&G معمولی شامل تشخیص، کنترل، صدور هشدار و عملکردهای کاهش خطرات است. پنل کنترل نقش واحد کنترل مرکزی را در سیستم تشخیص و کنترل کلی F&G ایفا می‌کند. کنترلر سیگنال‌های هشدار را از دستگاه‌های نظارت میدانی مورد نیاز برای تشخیص آتش و گاز دریافت می‌کند. در وهله بعد، کنترلر اقدامات لازم را برای شروع هشدار و کاهش خطر فعال می‌کند.
دستگاه‌های پایش آتش و گاز در سال‌های اخیر پیشرفت زیادی کرده‌اند. به‌کارگیری تکنیک‌های جدید و هوشمندتر شدن این ابزارها در کاهش تعداد هشدارهای جعلی مؤثر بوده و نرخ تشخیص سیستم را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. اتصال صحیح دتکتورهای آتش و گاز به سیستم‌های حفاظتی، فاکتور مهمی برای عملکرد مطمئن سیستم F&G و برای ایجاد سطح ایمنی مطلوب (SIL) به حساب می‌آید. امروزه، سیستم‌های پایش آتش و گاز عموماً از نوع سیستم‌های الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی (PES) هستند که قابلیت ایمنی بالایی را ارائه می‌دهند و اثربخشی کاهشی زیادی دارند. همچنین، در حال حاضر، سیستم‌های F&G مدرن کاملاً با استراتژی ایمنی فرآیند یکپارچه‌سازی می‌شوند.
اجزای سیستم F&G
یک سیستم یکپارچه، ابزارها، رابط عملیاتی و شبکه‌بندی را فراهم می‌آورد که در نتیجه آن، یک پلتفرم مشترک با سیستم‌های مستقل ایجاد می‌شود. این سیستم‌ها می‌توانند هشدارهای اولیه در مورد خطرات مواد منفجره و خطرات سلامتی از جمله انتشار گازهای قابل اشتعال و سمی، تشعشعات حرارتی ناشی از آتش‌سوزی و حتی آثار ناچیز دود در محفظه‌های تجهیزات حساس را شناسایی کنند. سیستم‌های پایش آتش و گاز همچنین هشدارهای صوتی و بصری را برای اطلاع‌رسانی به اپراتورها و آگاه‌سازی پرسنل راجع به موقعیت‌های بالقوه خطرناک منتشر می‌کنند. سیستم F&G به طور خودکار اقدمات اجرایی را آغاز می‌کند که تشدید حوادث ایمنی را به حداقل می‌رساند و از پرسنل، اموال و محیط زیست محافظت می‌کند. به طور کلی، سیستم F&G از بخش‌های زیر تشکیل شده است.
- پنل کنترل آتش و گاز
- دتکتورهای تشخیص آتش و گاز
- سیستم هشداردهنده اعلام حریق (آژیر و فلاشر)
- پنل و تجهیزات اطفای حریق
انواع دتکتور در سیستم F&G
همانطور که از نام سیستم اطفا حریق F&G می‌توان حدس زد، دو نوع دتکتور اصلی در این سیستم وجود دارد که عبارتند از دتکتورهای آتش و دتکتورهای گاز. هر کدام از این دتکتورها خود به دسته‌های متفاوتی تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه توضیح خواهیم داد.
دتکتور گاز
دتکتورهای گاز به طور کلی به ۲ نوع تقسیم می‌شوند که عبارتند از دتکتورهای گاز قابل اشتعال و دتکتورهای گاز سمی. دتکتورهای گاز قابل اشتعال، درصد حجمی گازهای قابل اشتعال در هوا را بر حسب LFL (حد پایین قابل اشتعال) و UFL (حد بالای قابل اشتعال) تشخیص می‌دهند. دتکتورهای گاز سمی، غلظت ppm گازهای سمی را بر حسب TLV (مقدار حد آستانه) تشخیص می‌دهند.
دتکتورهای گاز قابل اشتعال خود به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند.
- دتکتورهای گاز کاتالیزوری. این نوع دتکتورها غلظت گاز را از طریق اکسیداسیون که منجر به تولید گرما می‌شود، تعیین می‌کنند.
- دتکتورهای گاز مادون قرمز. این نوع دتکتورها از خاصیت هیدروکربن‌ها و سایر گازها برای جذب انرژی مادون قرمز در طول موج‌های خاص استفاده می‌کنند.
- دتکتورهای گاز خطی. این نوع دتکتورها انرژی ساطع‌شده را در باندهای طیفی خاص، با توجه به گاز هدف، تشخیص می‌دهند که امکان تشخیص گاز در فواصل نسبتاً طولانی را ممکن می‌کند.
دتکتورهای گاز سمی در ۲ دسته اصلی در دسترس هستند که عبارتند از:
- دتکتور برای تشخیص گازهای سمی که بلافاصله سلامتی را تهدید می‌کنند، مانند H2S، CO، HF، HCI و CI2
- دتکتور برای تشخیص گازهای سمی که در مواجهه طولانی مدت سلامتی را تهدید می‌کنند، مانند وینیل کلرید، بنزن، تولوئن و غیره
دتکتور آتش
دتکتورهای آتش به ۳ دسته اصلی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
- دتکتور دود
- دتکتور حرارتی
- دتکتور شعله
دتکتورهای دود خود به ۲ دسته یونیزاسیون و فتوالکتریک دسته‌بندی می‌شوند. دسته اول دارای یک محفظه یونیزاسیون با یک رادیاتور ۸ ذره‌ای هستند که هوای داخل محفظه را یونیزه می‌کنند. با ورود دود به محفظه، یونیزاسیون کاهش پیدا می‌کند و چنانچه به کمترین میزان برسد، دتکتور فعال می‌شود. دتکتور فتوالکتریک با دریافت نور، یک جریان الکتریکی تولید می‌کند. با ورود دود به محفظه، شدت نور دریافتی و متعاقباً، جریان الکتریکی کاهش می‌یابد. وقتی شدت نور به حداقل مقدار تعیین‌شده برسد، دتکتور فعال خواهد شد.
دتکتورهای حرارتی افزایش دمای ناشی از آتش‌سوزی را ثبت می‌کنند. دتکتورهای حرارتی به ۳ دسته مختلف تقسیم می‌شوند. در دتکتورهای حرارتی با دمای ثابت، چنانچه دمای محیط به مقدار از پیش تعیین‌شده برسد، دتکتور به طور خودکار فعال می‌شود. دتکتورهای حرارتی با نرخ افزایشی، نرخ افزایش دما را ارزیابی می‌کنند. چنانچه درجه حرارت سریع‌تر از مقدار تنظیم‌شده در یک دوره خاص افزایش یابد، هشدار به صدا درمی‌آید. دتکتورهای حرارتی با نرخ جبران‌شده، هنگامی که دمای هوای اطراف دستگاه به یک سطح از قبل تعیین‌شده برسد، بدون توجه به نرخ افزایش دما، فعال می‌شوند.
دتکتورهای شعله معمولاً در مناطق باز و در فضاهای آزاد مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما قابلیت استفاده در فضاهای داخلی را نیز دارند. همانطور که از نام آن برمی‌آید، دتکتور شعله برای تشخیص شعله آتش طراحی شده است و در پاسخ به آن، فعال می‌شود. دتکتورهای شعله به چند دسته مختلف از جمله دتکتور شعله فرابنفش، دتکتور شعله مادون قرمز تک کاناله، دتکتور شعله ترکیبی فرابنفش و مادون قرمز تک کاناله، دتکتور شعله مادون قرمز دو کاناله، دتکتور شعله مادون قرمز سه کاناله و دتکتور شعله با دوربین مداربسته تقسیم می‌شوند.
کاربرد سیستم پایش آتش و گاز
اگرچه از سیستم F&G در صنایع و موارد مختلفی استفاده می‌شود، اما سیستم F&G پالایشگاه و نیروگاه بیشترین سهم را در این میان دارد. برخی دیگر از جاهایی که از سیستم‌های F&G در آن‌ها استفاده می‌شود عبارتند از:
- سکوهای نفتی
- تأسیسات نفت و گاز در خشکی
- پتروشیمی‌ها
- کارخانه‌های مواد شیمیایی
- عملیات دریایی
- مخازن و پایانه‌ها
- خطوط لوله
- معادن
- کارخانه‌های کاغذ
سیستم خاموشی اضطراری (ESD)
سیستم خاموشی اضطراری یا به اختصار ESD که یک بخش مهم در سیستم‌های پایش آتش و گاز به حساب می‌آید، یک سیستم کنترل تخصصی با قابلیت اطمینان بالا در صنایع پرخطر مانند نفت و گاز، نیروگاه‌های هسته‌ای یا سایر محیط‌های با خطر انفجار است. هدف از به‌کارگیری سیستم‌های ESD، حفاظت از پرسنل، محیط کار و محیط زیست در صورتی است که فرآیند از حاشیه کنترل خارج شود. سیستم خاموشی اضطراری برای به حداقل رساندن عواقب موقعیت‌های اضطراری مانند وقوع آتش‌سوزی در محل نگهداری هیدروکربن‌ها طراحی شده است. راه‌اندازی سیستم خاموشی اضطراری سه هدف اصلی را دنبال می‌کند که عبارتند از:
- حفاظت از پرسنل
- حفاظت از محیط زیست
- به حداقل رساندن صدمات
سؤالات متداول سیستم F&G
سیستم F&G چیست؟
سیستم F&G به اختصار به سیستم پایش آتش و گاز گفته می‌شود که پیوسته به شرایط غیرعادی مانند آتش‌سوزی یا انتشار گازهای قابل اشتعال و سمی نظارت می‌کند.
از سیستم F&G بیشتر در کجاها استفاده می‌شود؟
سیستم F&G بیشترین کاربرد را در صنایع نفت و گاز، پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها دارد.
دتکتورهای اصلی در سیستم پایش آتش و گاز کدامند؟
دتکتورهای آتش و دتکتورهای گاز، دو نوع دتکتور اصلی در سیستم‌های اطفا حریق F&G هستند.