اولین گام در مقابله با آتشسوزی، شناسایی به موقع وقوع آن است که بهترین راه برای این کار، انتخاب و بهکارگیری دتکتورهای مناسب برای تشخیص شعله و در عین حال نادیده گرفتن شرایط هشدار کاذب میباشد.
مقدمه
بسیاری از کارخانهها و تاسیسات فرآیندی مقادیر زیادی مایعات و گازهای قابل اشتعال و حتی انفجاری به عنوان محصولات، مواد اولیه یا سوختها دارند. حتی وقتی بهترین روشها به دقت رعایت شوند، گاهی خطاهای تجهیزات یا اپراتورها باعث میشود این مواد از محفظه خود خارج شده و با هوا مخلوط شوند که منجر به آتشسوزی میشود.
در حالی که اکثر مردم درباره فجایع انفجار و آتشسوزیهای بزرگ شنیدهاند، بسیاری از حوادث بالقوه در همان مراحل اولیه با فعال شدن دتکتور شعله و آغاز سیستم خودکار اطفای حریق مهار میشوند. این سیستم منبع سوخت را قطع کرده و آتش را خاموش میکند، معمولاً با استفاده از فومی خاص، تا حداقل آسیب به تجهیزات، صدمات جانی و اثرات زیستمحیطی را فراهم کند. دتکتور شعله همچنین پرسنل پاسخدهنده اولیه را مطلع میکند تا سریعاً به محل حادثه برسند.
دستیابی به چنین نتیجه مثبتی مستلزم سیستمهای ایمنی مؤثر و آموزش پرسنل است. در اولویت قرار دادن این موضوع، این سیستمها باید بتوانند به سرعت شروع حریق را تشخیص دهند و بهموقع مراحل اصلاحی صحیح را فعال کنند تا حادثه فرصت تشدید نیابد
تشخیص شعلهها
انسانها آتش را با دیدن نور مرئی آن و احساس حرارت تابیده شده تشخیص میدهند. اما هر کسی که ماهیت آتش را مطالعه کرده باشد میداند که سوختهای مختلف میتوانند انواع بسیار متفاوتی از آتش ایجاد کنند. الکل در حال سوختن نسبت به نفت در حال سوختن تقریباً نامرئی است. خوشبختانه، ابزارهایی که برای تشخیص شعله طراحی شدهاند محدودیت چشم انسان را ندارند. دتکتورشعلهها میتوانند تابشهای داغ حاصل از محصولات احتراق، رادیکالها و گونههای دیگر را در بخشهای مختلف طیف الکترومغناطیسی جستجو کنند و در صورت قرارگیری مؤثر، ظرف چند ثانیه واکنش نشان دهند.
اکثر محصولاتی که به عنوان قابل اشتعال شناخته میشوند حاوی کربن هستند و بنابراین دیاکسید کربن را به عنوان محصول اصلی تولید میکنند. با این حال، کربن لازم نیست که سوخت باشد، همانطور که در محصولاتی غیرآلی مانند هیدروژن، آمونیاک، اکسیدهای فلزی، سیلان و غیره دیده میشود. بسیاری از اینها حاوی هیدروژن بوده و بنابراین بخار آب تولید میکنند. الکلها، هیدروکربنها و بسیاری از سوختهای دیگر هم هیدروژن و هم کربن دارند و بنابراین هر دو محصول را تولید میکنند.
صرفنظر از منبع سوخت، شعلهها و گازهای داغ حاصل تابش الکترومغناطیسی در طولموجهای مختلف (شکل ۲) از فرابنفش (UV)، طیف مرئی تا مادون قرمز (IR) ایجاد میکنند. مقدار و طولموج این تابش بستگی به منبع سوخت دارد. دیاکسید کربن داغ دارای قله شدید در ۴.۲ تا ۴.۵ میکرومتر و بخار آب داغ در ۲.۷ میکرومتر است. دتکتورشعلهها معمولاً برای تشخیص تابش نوری در این طولموجها طراحی میشوند که الگوهای شدت آنها در شعلههای باز رایج است.
کارخانههای قدیمی بیشتر به اپراتورهای انسانی برای اعلام هشدار و شروع عملیات اطفای حریق وابسته بودند، اغلب به دلیل کمبود دتکتورهای شعله مؤثر. اما با کاهش تعداد کارکنان در اکثر کارخانهها و بهبود چشمگیر دتکتورهای شعله، سیستمهای خودکار به بهترین روش برای آغاز عملیات تبدیل شدهاند.
فناوریهای تشخیص حریق اشکال مختلفی دارند. در فضاهای مسکونی و تجاری، دتکتورهای دود وجود دارند که به دنبال محصولات خاص احتراق یا تیرگی هوا میگردند، اما این دتکتورها به فضاهای بسته نیاز دارند تا میزان کافی از دود یا ذرات به حد قابل تشخیص برسد که زمانبر است. دتکتورهای حرارتی نیز همین مشکل را دارند. از آنجایی که کارخانههای فرآیندی اغلب باز به فضای بیرون هستند، دتکتورهای دود ممکن است برای هشدار زودهنگام مناسب نباشند.
سریعترین روش برای تشخیص حریق، شناسایی شعله است. شعلهها بلافاصله هنگام سوختن گازها یا مایعات شکل میگیرند و نیازی به انتظار برای تجمع محصولات احتراق یا افزایش حرارت نیست. اگرچه این مفهوم ساده است، اما توانایی شناسایی دقیق شعله با سرعت پاسخدهی بالا چالشبرانگیز است.
اجتناب از هشدارهای کاذب
شرایطی که دتکتورشعله به آنها واکنش نشان میدهد همیشه محدود به نوع آتشسوزیهایی نیست که تأسیسات نگران آن هستند. دیاکسید کربن و بخار آب داغ ممکن است توسط اگزوز کامیون یا موتور ثابت ایجاد شوند. نور فرابنفش میتواند توسط جوشکار یا بازتاب نور خورشید تولید شود. اگر دتکتورشعله این موارد را به اشتباه به عنوان آتش واقعی تشخیص دهد و منجر به صدور هشدار و فعالسازی خودکار سیستمهای کنترل برای خاموش کردن آتش شود، این واکنش میتواند بسیار پرهزینه و مزاحم باشد و احتمالاً منجر به ثبت یک حادثه شود.
علاوه بر پاکسازی، تولید متوقف میشود و در بسیاری از موارد برای مدت طولانی پس از آماده شدن تمام سیستمها، به دلیل دوره انتظار برای تحقیقات علت ریشهای، گزارشهای نظارتی و سایر مجوزهای لازم برای راهاندازی مجدد، توقف ادامه مییابد. به دلیل این موارد و الزامات دیگر، هشدار کاذب میتواند تقریباً به اندازه یک آتش واقعی مزاحمت ایجاد کند.
این واقعیت باعث توسعه دتکتورشعلههایی شده که قادر به تشخیص و رد هشدارهای کاذب هستند و نیاز به تنظیمات نادرست و نامناسب توسط پرسنل را کاهش میدهند. یکی از رایجترین، اگرچه نامناسبترین روشها، کاهش حساسیت دتکتورشعله است که به منظور کاهش احتمال هشدار کاذب انجام میشود. این کار پوشش تشخیص را کاهش میدهد و در یک حادثه در حال پیشرفت، آتش باید به حدی برسد که دتکتور تنظیمشده پایینتر فعال شود، که مبارزه و خاموش کردن آن را سختتر میکند.
راهحل بهتر اما پرهزینهتر، استفاده از روش اثبات شده به کارگیری چندین دتکتورشعله در قالب یک سیستم رأیگیری است. این روش در سایر سیستمهای حیاتی ایمنی متداول است اما هزینه پیادهسازی و یکپارچهسازی آن بالا است. با این وجود، به کارگیری چند دتکتور و سیستمهای پشتیبان معمولاً هزینه کمتری نسبت به مدیریت یک هشدار کاذب واحد دارد.
نیاز به استفاده از این روشها با پیشرفت سیستمهای پردازش سیگنال دتکتورشعله و توانایی آنها در تمایز بین آتش واقعی و منابع احتمالی دیگر کاهش یافته است
برای مثال، آیا منبع تابش فرابنفش تشخیص داده شده از یک شعله است یا یک جوشکار؟ اگرچه هر دو ممکن است در طولموجهای مشابه تابش داشته باشند، ماهیت خروجی از نظر شدت و نوسان بسیار متفاوت است و یک دتکتور هوشمند میتواند تفاوت آنها را تشخیص دهد.
زمان پاسخ سریع که با دتکتورشعله حساس و پیشرفته امکانپذیر است میتواند تفاوت بین یک حادثه فاجعهبار و یک آتش خاموش شده با حداقل تأثیر باشد. این نوع دتکتورها همچنین میتوانند از توقف تولید ناشی از هشدارهای کاذب جلوگیری کنند.
دتکتورشعلهها براساس مقاومتشان در برابر منابع خاص هشدار کاذب ارزیابی میشوند، بنابراین در ارزیابی هر محصول باید این موارد به دقت بررسی شود. این دستهبندیها شامل مواردی مانند چراغهای فلورسنت، چراغهای هالوژنی، کویلهای داغ درخشان، جوشکاری قوسی، نور خورشید و غیره است. اکثر آنها فاصلهای برای مقاومت در برابر این منابع را مشخص میکنند.
