سیستم پایش آتش و گاز چیست و چه کاربردهایی دارد؟

سیستم F&G یا پایش آتش و گاز یک فناوری ایمنی پیشرفته است که برای شناسایی سریع آتش‌سوزی و نشت گازهای خطرناک در محیط‌های صنعتی طراحی شده است. این سیستم با استفاده از دتکتورهای حساس، به طور مداوم شرایط محیط را زیر نظر دارد و در صورت شناسایی خطر، هشدارهای فوری صادر می‌کند و اقدامات ایمنی مانند فعال‌سازی سیستم‌های اطفای حریق را انجام می‌دهد.

اهمیت این سیستم در صنایعی مانند نفت، گاز و پتروشیمی بسیار بالاست. بدون سیستم F&G، یک حادثه کوچک می‌تواند به فاجعه‌ای بزرگ تبدیل شود. این مقاله به بررسی اجزا، عملکرد و مزایای این فناوری حیاتی می‌پردازد و توضیح می‌دهد که چرا وجود آن برای ایمنی و بهره‌وری ضروری است.

سیستم F&G چیست؟

سیستم F&G یا F&G system مخفف عبارت Fire and Gas detection system به معنی سیستم پایش آتش و گاز است. یک سیستم ایمنی F&G به طور مداوم شرایط غیرعادی مانند آتش سوزی یا انتشار گازهای قابل احتراق یا سمی را در مکان های پرخطر نظارت می کند. و اقدامات هشدار اولیه و کاهش دهنده را برای جلوگیری از تشدید حادثه و حفاظت از فرآیند یا محیط ارائه می دهد.

اصطلاح آتش و گاز (F&G) معمولا برای بخش فن آوری استفاده می شود. که با حفاظت در برابر آتش، خاموش شدن خودکار و تشخیص گاز در کارخانه های صنعتی، انبارها و سکوهایی که برای تولید و تبدیل انرژی، برای تولید مواد شیمیایی و برای بخش های کشاورزی، نفت و معدن مرتبط است.

اهمیت و کاربرد سیستم پایش آتش و گاز

یک سیستم پایش آتش و گاز برای محافظت از افراد و تأسیسات در برابر شرایط خطرناک مانند شعله، دود، گاز سمی، گاز قابل احتراق و غیره طراحی شده است. که بخشی از سیستم های ایمنی و کنترلی است که کنترل کلی محیط و صنایع را پوشش می دهد.

برخی از صنایعی که از سیستم F&G در آنها استفاده می شود، عبارتند از:

• اکتشاف و تولید نفت در دریا
• تاسیسات نفت و گاز خشکی
• پالایشگاه ها
• پتروشیمی
• کارخانه های شیمیایی
• عملیات دریایی
• مزارع مخازن و پایانه ها
• خطوط لوله
• نیروگاه ها
• معادن
• کارخانه های کاغذ

سیستم پایش گاز و آتش، تشخیص زودهنگام و قابل اعتماد آتش یا گاز را فراهم می کند. به طور مداوم تمام مناطقی را که ممکن است آتش سوزی یا تجمع مخلوط گاز قابل اشتعال یا انفجاری رخ دهد، نظارت می کند. در صورت شناسایی هر یک از این رویدادها، سیستم تشخیص آتش و گاز باید به پرسنل هشدار دهد. و اقدامات اجرایی به موقع را برای به حداقل رساندن پیامدها آغاز نماید.

الزامات نظارت یک سیستم پایش آتش و گاز می تواند رویدادهای خطرناک را شناسایی کند. اقدامات به موقع را آغاز کند و به افراد هشدار دهد تا عواقب یک رویداد مهم را به حداقل برساند. یک سیستم تشخیص آتش و گاز به طور مداوم تمام مناطق را برای شرایط غیرعادی زیر نظر دارد.

اقدامات معمول سیستم F&G عبارتند از: هشدار به پرسنل، فعال سازی سیستم های اطفای حریق، کنترل تهویه اضطراری، توقف جریان منابع هیدروکربنی جزئی مانند توزیع گازوئیل به مصرف کنندگان، ایزوله سازی تجهیزات الکتریکی محلی، ایزوله سازی تجهیزات الکتریکی و مسدودسازی درب های ضد آب و درب ضد حریق.

سیستم F&G دارای چه بخش ها و اجزایی است؟

هدف اصلی یک سیستم F&G یا سیستم پایش آتش و گاز اطمینان از مداخله به موقع با شناسایی فوری هرگونه آتش سوزی یا نشت گاز است. حتی در پیچیده ترین شرایط با استفاده از تجهیزات پیشرفته اعلام و اطفای حریق مثل انواع دتکتورهای گازهای دود، دما، شعله، سم، انفجار و تجهیزات اطفا حریق مثل انواع سیستم های اطفای حریق آبی و گازی است.

به طور کلی یک سیستم F&G دارای بخش های زیر است:

• کنترل پنل F&G
• دتکتورهای تشخیص آتش و گاز
• آژیر و فلاشر اعلام حریق 
• پنل و تجهیزات اطفای حریق

قطعات و دستگاه های سیستم های آتش و گاز باید با استانداردهای تخصصی معتبر مطابقت نماید.

سیستم پایش آتش و گاز از طریق تجهیزات مختلف در محل، به صورت آنلاین و پیوسته نظارت بر صحنه را انجام می دهد. آتش سوزی و موقعیت های پنهان آتش موجود را به موقع تشخیص می دهد. و اقدامات قاطعی را برای کنترل وقوع و گسترش بیشتر حریق انجام می دهد تا به هدف حفاظت برسد.

هنگامی که آتش سوزی رخ می دهد، سیستم پخش بلافاصله اعلام حریق را فعال می کند. و سیستم آتش و گاز به طور کلی با یک سیستم خاموش کردن اضطراری مربوطه متصل می شود. در صورت بروز حریق، سیستم خاموشی اضطراری با توجه به سطح هشدار سیستم آتش نشانی و گاز، دستور خاموشی را صادر می کند تا از کنترل حادثه اطمینان حاصل شود.

اقدامات کاهشی با توجه به ماهیت، مکان و شدت خطر شناسایی شده متفاوت است. برای آتش سوزی، ممکن است چندین عمل وجود داشته باشد. این شامل به صدا درآوردن آلارم های هشدار برای پرسنل، رهاسازی اطفای حریق، قطع جریان فرآیند، ایزوله کردن منبع سوخت و تجهیزات تخلیه است.

همه اینها ممکن است به طور همزمان برای خاموش کردن آتش اتفاق بیفتد. برای انتشار گاز سمی، ممکن است آلارم به صدا درآید تا پرسنل را به مناطق امن هدایت کند.

سیستم F&G به طور فعال انتشار مواد قابل اشتعال را شناسایی می کند و عواقب آن را با روش های مختلف کاهش می دهد.

به طور کلی یک سیستم پایش گاز و آتش وظایف زیر را بر عهده دارد:

• نظارت بر آتش سوزی و انتشار گازهای هیدروکربنی
• ارائه آلارم های صوتی / تصویری در مراکز کنترل، ایستگاه های آتش نشانی
• هشدار به پرسنل از طریق سیستم های اعلام حریق
• شروع خاموشی های تهویه
• فعال سازی سیستم خاموشی اضطراری (ESD)
• جداسازی منبع احتراق
• شروع ایزوله برق در منطقه دچار آسیب.
• راه اندازی سیستم های اطفاء حریق مثل سیستم سیل (Deluge system).

یک سیستم F&G که به درستی طراحی شده باشد می‌تواند احتمال افزایش یک نشت کوچک را به پیامدهای بسیار بزرگتری کاهش دهد که می‌تواند به تجهیزات آسیب برساند یا به طور مرگبار به پرسنل آسیب برساند.

ویژگی های تجهیزات سیستم F&G

برای انجام عملکردهای حیاتی خود در کاربردهای سخت و از راه دور، تجهیزات سیستم‌ های پایش آتش‌ و گاز باید به گونه‌ای طراحی شوند که علی‌ رغم شرایط سخت و چالش برانگیز عمل کنند.

فهرست برنامه های کاربردی سیستم پایش گاز و آتش (F&G) صنعت شامل پلت فرم های حفاری دریایی و عملیات فراساحل نیز می شود. در چنین مکان‌هایی، استقرار سیستم‌ هایی که فرآیندهای پرخطر شامل مایعات و گازهای قابل احتراق را نظارت می‌ کنند و به علائم خطر واکنش سریع نشان می‌دهند، کافی نیست.

سیستم‌ های F&G که در محیط‌ های دریایی استفاده می‌ شوند، باید بتوانند زمانی که در معرض طیف گسترده‌ ای از چالش‌ های خارجی، از جمله طوفان‌ های شدید، دمای بسیار پایین و ارتعاشات ناشی از باد و امواج قرار می‌گیرند، با دقت و قابل اعتماد عمل کنند.

برای رویارویی با این چالش ها، سیستم های پیشرفته F&G شامل ویژگی های خاصی است. که عملکرد و طول عمر آنها را در محیط های سخت و دورافتاده بهبود می بخشد. طراحی و مشخصات این سیستم ها مستلزم مشارکت افراد متخصص در این زمینه است.

 تجهیزات سیستم های پیشرفته F&G شامل ویژگی های خاصی است که عملکرد و طول عمر آنها را در محیط های سخت و دورافتاده بهبود می بخشد. طراحی و مشخصات این سیستم ها مستلزم مشارکت افراد متخصص در این زمینه است.

دانش عملی این موضوع، مدیران دکل‌های نفتی، مهندسان و سایر پرسنل تأسیسات را قادر می‌سازد تا به استحکام سیستم‌ های F&G خود کمک کنند. و از نصب صحیح، و همچنین بهره‌ برداری و نگهداری از سیستم‌ ها پس از استقرار اطمینان حاصل نمایند.

انواع تجهیزات پایش آتش و گاز

تجهیزات پایش و تشخیص اصلی در سیستم F&G به طور کلی شامل دتکتورهای گاز ضد انفجار و دتکتور شعله ضد انفجار است. استانداردها نیاز به طراحی دتکتورهای پرخطر را ملزم می کنند که در محدوده دمای عملیاتی دستگاه ها، ضد انفجار باشند. این بدان معناست که محفظه‌های دتکتور باید قابلیت مهار انفجارهای داخلی را داشته باشند. تا گاز داغ و سایر محصولات فرعی فرار نکنند و مواد خطرناک اطراف را مشتعل نکنند.

از آنجایی که گرما یا سرمای شدید ممکن است شکاف‌ های کوچکی در محفظه‌ های دتکتور ایجاد کند، آنهایی که در چنین محیط‌ هایی مستقر می‌شوند باید در مواجهه با دماهای شدید نسبت به تغییر غیرقابل نفوذ باشند.

دتکتورهای گاز ضد انفجار

از آنجایی که می توانند پرسنل تاسیسات را از نشت گاز قبل از احتراق آگاه کنند، دتکتورهای گاز ضد انفجار اولین خط دفاعی در برابر آتش محسوب می شوند. یک سیستم تشخیص گاز باید بتواند هشدار اولیه در مورد وجود گاز و همچنین مکان عمومی تجمع گاز یا بخار قابل اشتعال بدهد.

فن آوری های رایج تشخیص نشت گاز عبارتند از:

دتکتورهای گاز نقطه ای

با استفاده از فناوری الکتروشیمیایی، کاتالیزوری یا مادون قرمز (IR)، دتکتورهای نقطه ای اندازه گیری غلظت گاز را در هنگام تماس با گازهای قابل احتراق ارائه می دهند.

دتکتورهای دید خطی (LOS)

این نوع از دتکتورها، گاز را در طول مسیری بین فرستنده و گیرنده، معمولاً با استفاده از فناوری IR شناسایی می کنند.

دتکتورهای صوتی

این دتکتورها با استفاده از فناوری اولتراسونیک، علائم صوتی منحصر به فرد نشت گاز با فشار بالا را تشخیص می دهند.

 دتکتورهای گاز ضد انفجار اولین خط دفاعی در برابر آتش محسوب می شوند.

این دتکتورهای گاز LOS دید خطی (Line-Of-Sight) اغلب در بالکن های بالابر سکوهای نفتی استفاده می شوند، جایی که ممکن است چالش هایی رخ دهد. به عنوان مثال، نمک می تواند روی لنزهای دتکتور جمع شود. و نیاز به تعمیر و نگهداری توسط یک فرد متخصص دارد که در قسمت بیرونی بدنه کار کند.

از آنجایی که دتکتورهای LOS می توانند تحت تأثیر ارتعاش و حرکت کشتی قرار گیرند، ممکن است بین منبع نور دتکتور و گیرنده ناهماهنگی وجود داشته باشد. برای بهینه‌سازی عملکرد دتکتورهای گاز LOS، مشخص‌ کننده‌ ها باید به دنبال ویژگی‌ های محصول مانند بازوهای نصب سفت و سخت که اثرات ارتعاش از سطح نصب را کاهش می‌ دهد، و همچنین اپتیک‌هایی با تلرانس‌ های تراز نسبتاً بزرگ برای کمک به کاهش ناهماهنگی بین منبع نور دتکتور و گیرنده باشند.

دتکتورهای شعله ضد انفجار

این دتکتورهای شعله ضد انفجار دستگاه هایی هستند که انرژی تابشی ساطع شده از شعله را تشخیص می دهند. دتکتورهای شعله نوری با ارائه سرعت و دقت تشخیص فراتر از قابلیت‌های دتکتورهای حرارتی متعارفی، از چندین فناوری سنجش از جمله اشعه ماوراء بنفش (UV)IR، UV/IR و IR چند طیفی استفاده می‌کنند.

جدیدترین دتکتورهای شعله نوری برای عملکرد در طیف گسترده ای از شرایط زیر بهینه طراحی شده اند. برای مثال، می‌توان آنها را با سپرهای آب ‌و هوا که مانند لبه کلاهی عمل می‌کنند، نصب کرد تا از جمع شدن باران و برف روی سطوح نوری دتکتورها جلوگیری کند. دتکتورها همچنین می توانند با گرمکن لنز طراحی شوند تا برف و یخ را ذوب کنند. همچنین از تشکیل تراکم جلوگیری کرده و فرآیند خشک شدن را در شرایط مرطوب تسریع کنند.

علاوه بر ویژگی های طراحی، تکنیک های نصب می تواند به به حداقل رساندن تأثیر بارش بر عملکرد دتکتورهای شعله نوری کمک کند. از آنجایی که دتکتورها معمولاً فرآیندها را در ارتفاع نصب شده یا کمتر از آن نظارت می کنند، کاربران باید دتکتورها را در زاویه رو به پایین نشانه بگیرند. این امر حفاظت فیزیکی بیشتری را برای اپتیک فراهم می کند و همچنین حذف طبیعی بارش از طریق گرانش را تسهیل می کند.

طراحی سیستم های F&G

فرآیند طراحی یک سیستم F&G یا سیستم پایش آتش و گاز معمولا با ارزیابی ایمنی و تعیین اقدامات و اجزای مورد نیاز برای ایجاد یا ارتقاء سیستم آغاز می شود. استانداردهای ویژه ایمنی عملکردی که توسط سازمان هایی مانند انجمن ملی حفاظت از آتش NFPA، کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی و انجمن بین المللی اتوماسیون تنظیم شده است در این مرحله مفید هستند.

 فرآیند طراحی یک سیستم F&G معمولا با ارزیابی ایمنی و تعیین اقدامات و اجزای مورد نیاز برای ایجاد یا ارتقاء سیستم آغاز می شود.[/caption]

گواهینامه های شخص ثالث گواهینامه ATEX برای تجهیزات ضد انفجار یا تاییدیه SIL تأیید می کند که اجزای سیستم پایش آتش و گاز با استانداردهای قابل اجرا مطابقت دارند، که الزامات دقیق تری برای کاربرد در محیط های سخت و خشن دارند.

سیستم پایش آتش و گاز F&G چگونه عمل می کند؟

سیستم های آتش و گاز برای نظارت بر شرایط محیطی و تشخیص تغییراتی که می تواند با آتش سوزی اولیه یا نشت گاز مرتبط باشد طراحی شده است. اکثر اوقات سیستم پایش آتش و گاز توسط یک یا چند صفحه کنترل تشکیل می شود که هر کدام با دتکتورهای میدانی، واحدهای سیگنالینگ و محرک ها به هم متصل هستند. عملکردهایی که معمولاً یک سیستم F&G برای انجام آن فراخوانی می شود عبارتند از: نظارت، هشدار و فعال سازی.

عملکرد نظارت بین پنل و دتکتورها انجام می شود و هدف آن تشخیص هر گونه تغییر محیطی است. که می تواند با یک وضعیت غیرعادی مرتبط باشد. این مورد در تشخیص وجود دود، گرما، شعله یا گاز قابل احتراق یا سمی در منطقه تحت نظارت است. فرایند نظارت دیگری نیز بین پنل و ابزار دقیق توزیعی در زون وجود دارد. تا بر وضعیت سیستم های اطفاء حریق مانند فشار آب یا گاز، موقعیت سوپاپ ها، فعال سازی سیستم و غیره را نظارت کند.

عملکرد هشدار در داخل پنل و واحد سیگنالینگ واقع در زون حریق مورد نظارت و همچنین در پنل و اتاق اصلی آتش یا کنترل انجام می شود. این عملکرد مربوط به توزیع سیگنال های هشدار در منطقه تحت نظارت است. که شکلگیری یک وضعیت تهدید کننده را پیش بینی می کند. همین امر در اتاق کنترل که در آن اپراتورهای کارخانه روند را نظارت می کنند، تکرار می شود.

عملکرد فعال سازی در پنل F&G و محرک های آن سیستم های کاهش دهنده (مانند جریان آب یا کف) که برای مقابله با آتش سوزی یا مهار ابرهای گازی، انجام می شود.

پیشرفت های جدید در سیستم های پایش آتش و گاز

سیستم پایش گاز و آتش یک پلتفرم ایمنی با وظیفه مداخله برای کاهش عواقب یک رویداد خطرناک به محض وقوع آن است. سیستم‌ های F&G اختصاصی قبلا یا تجهیزات مستقل بودند یا بر اساس تابلوهای کنترل رله. سیستم‌های الکترونیکی قابل برنامه‌ ریزی اضافی و در دسترس امروزی، همراه با نسل جدید دتکتورهای شعله و گاز با سطوح ایمنی عملکردی پیش‌ فرض (SIL)، استراتژی‌ های ایمنی بهتری را تضمین می‌ کنند.

معماری شبکه تسهیلات فرآیند، تجزیه و تحلیل ریسک با ماتریس های علت و معلولی و ادغام با روش های تخلیه و توقف اضطراری نیز نقش کلیدی در طراحی یک سیستم پایش آتش و گاز موثر دارند.

پیشرفت‌های تکنولوژیکی اخیر در دتکتورها، سیستم‌ های F&G را قادر می ‌سازد تا خطرات آتش ‌سوزی و انفجار و همچنین خطرات بهداشتی از جمله نشت گازهای قابل احتراق و سمی، تشعشعات گرمایی و آثار دود را سریع ‌تر شناسایی کنند.

ادغام داده‌ های تسهیلات فرآیند با سیستم ‌های ابزار ایمنی (SIS) زمان مداخله، زمان از کار افتادن تسهیلات فرآیند، هزینه‌ های تعمیر یا جایگزینی تجهیزات را با ادغام اقدامات ایمنی توزیع شده در سراسر تسهیلات فرآیند به حداقل می‌رساند.

آخرین نسل سیستم های F&G به کارکنان به سرعت و دقیق هشدار می‌دهند و راهنمایی ‌هایی را برای تصمیم ‌گیری در مورد اقدام صحیح ارائه می ‌دهند. این راه حل ها شامل قابلیت های یکپارچه سازی جدید با محیط های شبیه سازی، ابزار دقیق میدانی، دتکتورها و پروتکل های ارتباطی است.

سخن پایانی

سامانه تخصصی کیوپیکت امکان دریافت مشخصات فنی و دریافت پیشنهاد فنی آنلاین، استعلام قیمت و خرید و فروش بی واسطه انواع تجهیزات سیستم پایش آتش و گاز و سایر تجهیزات ایمنی و اعلام و اطفای حریق را فراهم نموده است.

برای مقایسه قیمت و بررسی ویژگی های جدیدترین محصولات حوزه ایمنی و اعلام و اطفای حریق هم اکنون به سامانه تخصصی کیوپیکت مراجعه فرمایید.