انواع سامانه‌ها و الزامات آن‌ها

9.1.1 پنل کنترل برای سرویس تخلیه
سیستم‌های تشخیص، راه‌اندازی، هشدار و کنترل باید مطابق با استانداردNFPA 72 طراحی، نصب، آزمایش و نگهداری شوند.

9.1.1.1 سیستم‌هایی که فقط از طریق راه‌اندازی دستی مکانیکی عمل می‌کنند، در صورتی که مقامات مسئول اجازه دهند، مجاز هستند.

9.1.1.2 یک منبع تأمین قدرت اصلی اختصاصی و یک منبع برق پشتیبان با حداقل 24 ساعت و حداقل 5 دقیقه جریان هشدار باید برای عملیات تشخیص، سیگنال‌دهی، کنترل و راه‌اندازی سیستم مورد استفاده قرار گیرد.

9.1.1.3 سیستم اعلام حریق ساختمان‌های محافظت‌شده باید فقط برای کنترل پنل تخلیه سیستم اطفاء حریق گاز تمیز استفاده شود، در صورتی که برای تخلیه با دستگاه خاص سیستم اطفاء حریق گاز تمیز فهرست شده باشد، طبق بندهای 9.4.8 و 9.4.9.

9.1.1.4 اگر پنل کنترل تخلیه سیستم اطفاء حریق گاز تمیز در یک ساختمان محافظت‌شده که سیستم اعلام حریق جداگانه‌ای دارد، قرار گیرد، باید توسط سیستم اعلام حریق ساختمان برای سیگنال‌های هشدار، نظارتی و مشکل‌دار نظارت شود.

9.1.1.5 اگر واحد کنترل سیستم اعلام حریق تخلیه در یک ساختمان محافظت‌شده که سیستم اعلام حریق جداگانه‌ای دارد، قرار گیرد، باید برای سیگنال‌های هشدار، نظارتی و مشکل‌دار نظارت شود، اما نباید به عملیات یا خرابی سیستم اعلام حریق ساختمان وابسته باشد یا تحت تأثیر قرار گیرد.

9.1.2 شروع و راه‌اندازی
تشخیص خودکار و راه‌اندازی خودکار باید استفاده شوند.

9.1.3 روش‌های سیم‌کشی*
سیم‌کشی مدارهای شروع و تخلیه باید در کانال‌های خاص نصب شوند.

9.1.3.1 به جز موارد مجاز در 9.1.3.2، سیم‌کشی جریان متناوب (ac) و جریان مستقیم (dc) نباید در یک کانال یا مسیر مشترک ترکیب شوند.

9.1.3.2 ترکیب سیم‌کشی ac و dc در یک کانال یا مسیر مشترک مجاز است، در صورتی که شیلد شده و به زمین متصل باشد.

9.2 تشخیص خودکار

9.2.1 تشخیص خودکار باید توسط هر روش یا دستگاه فهرست‌شده‌ای باشد که قادر به تشخیص و نشان دادن حرارت، شعله، دود، بخارات قابل اشتعال یا شرایط غیرعادی در خطر باشد، مانند مشکلات فرآیند که احتمالاً باعث آتش‌سوزی شوند.

9.2.2 در جایی که یک سیستم عامل جدید در فضایی که سیستم تشخیص موجود دارد نصب می‌شود، باید تحلیلی از دستگاه‌های تشخیص انجام شود تا اطمینان حاصل شود که سیستم تشخیص در شرایط عملیاتی خوبی قرار دارد و به موقعیت آتش‌سوزی طبق اهداف طراحی سیستم پاسخ خواهد داد.

9.3 راه‌اندازی دستی

یک وسیله راه‌اندازی دستی باید برای سیستم فراهم شود، مگر در مواردی که بر اساس 9.3.4 اجازه حذف آن داده شده باشد.

9.3.1 راه‌اندازی دستی باید باعث عملکرد همزمان شیرهای خودکار کنترل‌کننده تخلیه گاز و توزیع آن شود.

9.3.2 یک سوئیچ فشار تخلیه که سیگنال هشدار را به پنل تخلیه ارسال می‌کند، در جایی که از راه‌اندازی دستی مکانیکی استفاده می‌شود و امکان عملکرد مکانیکی سیستم وجود دارد، الزامی است.

9.3.3 در جایی که از پنل تخلیه استفاده نمی‌شود، سوئیچ فشار تخلیه باید عملکردهای الکتریکی مورد نیاز هنگام راه‌اندازی سیستم را آغاز کند، از جمله اطلاع‌رسانی.

9.3.4 برای سیستم‌های خودکار، وسیله راه‌اندازی دستی لازم نیست، زمانی که خطر محافظت‌شده غیرقابل سکونت باشد و خطر در مکانی دورافتاده قرار داشته باشد که پرسنل به‌طور معمول در آنجا حضور ندارند.

9.3.5 وسیله‌های راه‌اندازی دستی باید همیشه در دسترس باشند، حتی در زمان وقوع آتش‌سوزی.

9.3.6 وسیله‌های راه‌اندازی دستی باید برای هدف مورد نظر قابل شناسایی باشند.

9.3.7 عملیات هر وسیله دستی باید باعث عملکرد کامل سیستم به‌طور طراحی‌شده شود.

9.3.8 کنترل‌های دستی نباید به نیرویی بیشتر از 40 پوند (178 نیوتن) یا حرکت بیشتر از 14 اینچ (356 میلی‌متر) برای راه‌اندازی نیاز داشته باشند.

9.3.9 حداقل یک وسیله کنترل دستی برای فعال‌سازی باید در فاصله‌ای بیشتر از 4 فوت (1.2 متر) از کف قرار گیرد.

9.3.10 تمام وسایل عملیاتی دستی باید با نام خطراتی که از آن‌ها محافظت می‌کنند شناسایی شوند.

9.4 دستگاه‌های عملیاتی و تجهیزات کنترل برای تخلیه گاز، کنترل تخلیه و خاموش کردن تجهیزات

9.4.1 عملیات دستگاه‌های تخلیه گاز یا شیرها، کنترل تخلیه‌ها و تجهیزات خاموش کردن که برای عملکرد موفقیت‌آمیز سیستم ضروری هستند، باید از طریق وسایل مکانیکی، الکتریکی یا پنوماتیکی فهرست‌شده انجام شود.

9.4.2 دستگاه‌های عملیاتی باید برای کاربرد در محیطی که در آن به کار می‌روند، مناسب باشند.

9.4.3 تجهیزات عملیاتی نباید به راحتی از کار بیافتند یا در معرض عملیات تصادفی قرار گیرند.

9.4.4 دستگاه‌ها معمولاً باید طوری طراحی شوند که به درستی از -20°F تا 130°F (-29°C تا 54°C) عمل کنند یا به گونه‌ای علامت‌گذاری شوند که محدودیت‌های دمایی آن‌ها را نشان دهند.

9.4.5 دستگاه‌های عملیاتی باید به‌گونه‌ای قرار گیرند، نصب شوند یا محافظت شوند که در برابر آسیب‌های مکانیکی، شیمیایی یا دیگر آسیب‌ها که می‌تواند باعث از کار افتادن آن‌ها شود، مقاوم باشند.

9.4.6 در صورتی که فشار گاز از سیستم یا مخازن پیلوت به عنوان وسیله‌ای برای تخلیه مخازن ذخیره‌سازی عامل استفاده شود، نرخ تأمین و تخلیه باید برای تخلیه تمام مخازن باقی‌مانده طراحی شود.

9.4.7 تمام دستگاه‌ها برای خاموش کردن تجهیزات کمکی باید با عملکرد سیستم به عنوان بخش‌های یکپارچه از سیستم عمل کنند.

9.4.8 تجهیزات کنترل باید به طور خاص برای تعداد و نوع دستگاه‌های فعال‌کننده مورد استفاده فهرست شده باشند.

9.4.9 تجهیزات کنترل و دستگاه‌های فعال‌کننده باید برای سازگاری با یکدیگر فهرست شده باشند.

9.4.10 نظارت بر حذف عملگر الکتریکی

9.4.10.1 حذف عملگر الکتریکی از شیر تخلیه مخزن ذخیره‌سازی عامل یا شیر انتخاب‌کننده‌ای که کنترل می‌کند، باید باعث ایجاد هشدار صوتی و بصری از نقص سیستم در پنل کنترل تخلیه سیستم شود.

9.4.10.2 بند 9.4.10.1 شامل سیستم‌های تحت پوشش فصل 13 این استاندارد نمی‌شود، به جز سیستم‌هایی که در بخش 13.6 گنجانده شده‌اند.

9.4.11 تجهیزات کنترل باید دستگاه‌های فعال‌کننده و سیم‌کشی‌های مرتبط را نظارت کرده و در صورت نیاز باعث راه‌اندازی آنها شود.

9.4.12 حذف دستگاه فعال‌کننده مخزن اصلی عامل از شیر تخلیه یا شیر انتخاب‌کننده باید باعث ایجاد سیگنال مشکل یا نظارتی در واحد کنترل تخلیه شود.

9.4.13 در جایی که از تجهیزات کنترل پنوماتیک استفاده می‌شود، خطوط باید در برابر از دست دادن یکپارچگی محافظت شوند.

9.5 دستگاه‌های هشدار، وسایل اطلاع‌رسانی و نشانگرها

9.5.1 دستگاه‌های اطلاع‌رسانی یا نشانگرهای پنل کنترل باید برای نشان دادن عملکرد سیستم، خطرات برای پرسنل یا خرابی هر دستگاه تحت نظارت استفاده شوند.

9.5.2 نوع (مانند صوتی، بصری)، تعداد و محل قرارگیری دستگاه‌های اطلاع‌رسانی و نشانگرها باید به گونه‌ای باشد که هدف آن‌ها برآورده شود و تمام الزامات را تأمین کند.

9.5.3 دستگاه‌های اطلاع‌رسانی باید به گونه‌ای طراحی شوند که طبق الزامات برنامه واکنش اضطراری ساختمان عمل کنند.

9.5.4 هشدار صوتی و بصری قبل از تخلیه باید در داخل منطقه محافظت‌شده فضاهای قابل سکونت فراهم شود تا هشدار قوی برای تخلیه قریب‌الوقوع داده شود.

9.5.5 عملکرد دستگاه‌های اطلاع‌رسانی باید پس از تخلیه عامل ادامه یابد تا زمانی که اقدام مثبت برای شناسایی هشدار انجام شده و اقدام مناسب انجام شود.

9.6 کلیدهای لغو

کلیدهای لغو برای سیستم‌های تخلیه گاز تمیز مجاز هستند.

9.6.1 در صورتی که کلیدهای لغو نصب شوند، باید در داخل منطقه محافظت‌شده و نزدیک به راه‌ خروج منطقه قرار گیرند.

9.6.2 کلید لغو باید از نوعی باشد که برای لغو نیاز به فشار دستی دائمی داشته باشد.

9.6.3 راه‌اندازی دستی باید عملکرد لغو را لغو کند.

9.6.4 عملکرد تابع لغو باید باعث ایجاد هشدار صوتی و بصری مشخص از نقص سیستم شود.

9.6.5 کلیدهای لغو باید به‌طور واضح برای هدف مورد نظر قابل شناسایی باشند.

9.7 تأخیرهای زمانی

9.7.1 باید یک هشدار پیش‌تخلیه و تأخیر زمانی کافی برای اجازه به تخلیه پرسنل قبل از تخلیه فراهم شود.

9.7.2 برای نواحی خطرناک که در معرض آتش‌های رشد سریع هستند، جایی که فراهم کردن تأخیر زمانی تهدیدی برای جان و مال ایجاد کند، مجاز است که تأخیر زمانی حذف شود.

9.7.3 تأخیرهای زمانی باید تنها برای تخلیه پرسنل یا آماده‌سازی منطقه خطر برای تخلیه استفاده شوند.

9.7.4 تأخیرهای زمانی نباید به عنوان روشی برای تأیید عملکرد دستگاه شناسایی قبل از وقوع فعال‌سازی خودکار استفاده شوند.

9.8 کلید قطع‌کننده

9.8.1 برای جلوگیری از تخلیه ناخواسته سیستم عامل تمیز الکتریکی، باید یک کلید قطع‌کننده تحت نظارت فراهم شود.

9.8.2 کلید قطع‌کننده باید در برابر استفاده غیرمجاز با یکی از روش‌های زیر محافظت شود:

9.8.3 زمانی که کلید قطع‌کننده برای فعال‌سازی نیاز به کلید دارد، کلید دسترسی نباید زمانی که مدار قطع‌کننده قطع است، قابل جدا شدن باشد.

9.8.4 غیر فعال کردن توالی آزادسازی سیستم سرکوب از طریق برنامه‌نویسی نرم‌افزاری نباید به‌عنوان جایگزینی برای استفاده از یک کلید قطع‌کننده فیزیکی قابل قبول باشد.

9.8.5 کلید قطع‌کننده باید فهرست شده باشد.

9.9 شیرهای قفل‌شونده

اگر شیر قفل‌شونده نصب شده باشد، پنل آزادسازی باید یک سیگنال نظارتی را هنگامی که شیر قفل‌شونده در وضعیت کاملاً باز نباشد، اعلام کند.

استاندارد NFPA 86 یکی از مهم‌ترین استانداردهای ایمنی صنعتی است که با هدف کاهش خطرات ناشی از آتش‌سوزی، انفجار و سایر حوادث در کوره‌ها و اجاق‌های صنعتی تدوین شده است. این استاندارد برای مهندسان، اپراتورها و مدیران ایمنی در صنایعی مانند متالورژی، سرامیک و شیمیایی اهمیت حیاتی دارد. با افزایش میزان تولید صنعتی و استفاده از فرآیندهای حرارتی در صنایع مختلف، رعایت این استانداردها برای تضمین ایمنی و بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات ضروری است. این استاندارد نه‌تنها در ایمنی نقش دارد، بلکه موجب افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری نیز می‌شود.

دتکتور شعله و عملکرد آن

دتکتور شعله، یکی از اصلی‌ترین تجهیزات ایمنی در فرآیندهای حرارتی صنعتی است که وظیفه شناسایی وجود شعله در محیط را بر عهده دارد. این تجهیزات به‌طور مستقیم در کاهش ریسک آتش‌سوزی و جلوگیری از انفجار نقش دارند. عدم استفاده از دتکتورهای مناسب یا نصب نادرست آن‌ها می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به بار آورد.

اهمیت دتکتور شعله

دتکتورهای شعله برای تشخیص حضور آتش از فناوری‌های مختلفی استفاده می‌کنند که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

استانداردهای نصب دتکتور شعله

براساس بندهای 8.2.2 و 8.2.5 استاندارد NFPA 86، نصب دتکتورهای شعله باید مطابق دستورالعمل‌های سازنده و استانداردهای بین‌المللی باشد. در نظر گرفتن موارد زیر می‌تواند از بروز مشکلات جلوگیری کند:

عملکرد سیستم‌های ایمنی احتراق

علاوه بر دتکتورهای شعله، سیستم‌های ایمنی احتراق (Combustion Safeguard Systems) نیز نقش مهمی در حفاظت از فرآیندهای حرارتی دارند. این سیستم‌ها شامل مجموعه‌ای از تجهیزات نظارتی، شیرهای ایمنی و سیستم‌های کنترلی هستند که با تشخیص تغییرات غیرعادی در احتراق، عملکرد دستگاه را کنترل می‌کنند.

اجزای کلیدی سیستم‌های ایمنی احتراق

نقش سنسورهای فرابنفش در تشخیص شعله

سنسورهای فرابنفش (UV Sensors) یکی از ابزارهای مهم در تشخیص شعله‌های آتش هستند، اما ممکن است در اثر خرابی، دیگر قادر به تشخیص خاموش شدن شعله نباشند. به همین دلیل، استاندارد NFPA 86 توصیه می‌کند که این سنسورها دارای قابلیت خودبررسی‌کننده (Self-Checking UV Detectors) باشند یا به‌صورت دوره‌ای آزمایش شوند.

تنظیمات دمایی و تهویه ایمنی در کوره‌ها

کنترل دمای سوخت

تنظیم محدودیت دمای اضافی

اهمیت تهویه ایمنی

استفاده از PLC در نظارت بر دمای کوره‌ها

امروزه استفاده از PLC (Programmable Logic Controller) برای نظارت بر دما و عملکرد تجهیزات صنعتی به‌شدت رایج شده است. این سیستم‌ها می‌توانند به‌صورت خودکار وضعیت سنسورها و تجهیزات ایمنی را تحلیل کرده و در صورت بروز هرگونه ناهنجاری، اقدامات لازم را انجام دهند. مزایای استفاده از PLC شامل:

نکات ایمنی در زمان قطع برق

استاندارد NFPA 86 تأکید دارد که مدارهای الکتریکی مرتبط با فرآیندهای احتراقی، در شرایط اضطراری باید به‌صورت خودکار یا دستی قطع شوند. این موارد شامل:

نتیجه‌گیری

استاندارد NFPA 86 مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های مهم برای ایمنی فرآیندهای صنعتی ارائه می‌دهد. استفاده صحیح از دتکتورهای شعله، سیستم‌های ایمنی احتراق، کنترل دمای کوره و تهویه مناسبمی‌تواند خطرات ناشی از آتش‌سوزی و انفجار را کاهش دهد. علاوه بر این، نظارت هوشمند با استفاده از PLC و رعایت الزامات نصب و نگهداری، نقش مهمی در بهبود عملکرد تجهیزات و افزایش طول عمر آن‌ها دارد.

توصیه‌های نهایی:

با رعایت این موارد، می‌توان ایمنی در محیط‌های صنعتی را بهبود بخشید و از وقوع حوادث جلوگیری کرد.

دتکتورهای گاز هشدارهایی را به کارکنان تأسیسات درباره نشت گاز قابل اشتعال ارائه می‌دهند تا اقدامات لازم، چه به‌صورت خودکار و چه دستی، برای کنترل نشت قبل از بروز خسارت جدی انجام گیرد. این اقدامات می‌توانند شامل خاموش کردن سیستم فرآیند، فعال‌سازی سامانه‌های سرکوب یا کاهش اثرات باشند. یک دتکتور گاز که به‌درستی طراحی و نصب شده باشد، سطح ایمنی تأسیسات را افزایش می‌دهد.

تعیین هدف از نصب دتکتور گاز در آغاز طراحی و استفاده از مدل‌سازی انتشار و پراکندگی گاز برای ایجاد یک طرح مؤثر ضروری است. مگر آن‌که بودجه‌ای نامحدود داشته باشید و بتوانید در هر نقطه‌ی ممکن از نشت، یک دتکتور نصب کنید، استفاده از مدل‌سازی‌های رایانه‌ای می‌تواند در تعیین محل دتکتورها به‌صورت مقرون‌به‌صرفه کمک کند. دامنه و هدف دتکتور گاز باید از ابتدا مشخص شود تا در طول طراحی، سازگاری در انتخاب تجهیزات و نحوه نصب حفظ گردد.

هدف دتکتور گاز
هدف اصلی از استفاده از دتکتور گاز باید کاهش احتمال آتش‌سوزی و/یا انفجار و پیشگیری از خسارات گسترده به تجهیزات، توقف تولید، آسیب به افراد و تلفات جانی باشد. عامل مهم دیگر، خطر سمیت ناشی از نشت گازهایی است که هم خاصیت سمی و هم خاصیت قابل اشتعال دارند.

هدف از نصب دتکتور گاز باید در ابتدای پروژه به‌صورت شفاف تعریف شود تا تحلیل خطرات، انتخاب نوع دتکتور و محل نصب آن‌ها متناسب با هدف نصب باشد. این پارامترها بسته به منطقه مورد نظر در تأسیسات متفاوت هستند. برای مثال، در ناحیه ذخیره‌سازی گاز مایع، دتکتورها ممکن است فقط جهت ایجاد هشدار به‌کار روند، زیرا منابع احتراق وجود ندارد و آن ناحیه از سایر فرآیندها جدا است. در مقابل، در بخش‌های دیگر کارخانه ممکن است هدف از نصب دتکتور، خاموش‌سازی فرآیند یا فعال‌سازی سامانه‌های پاشش آب برای رقیق‌سازی نشت گاز باشد.

بخشی از طراحی کامل سیستم باید شامل رویه‌هایی باشد که اقدامات کارکنان تأسیسات را هنگام فعال شدن هشدار دتکتور گاز مشخص می‌کند. این رویه‌ها باید شامل اقداماتی باشند که در هر سطح هشدار انجام می‌شوند، واکنش‌های لازم در بخش‌های مختلف کارخانه، و تأثیر شرایط کاری کارخانه (حالت عادی، توقف، یا ناپایداری) بر تصمیمات عملیاتی را نیز در بر گیرند.

ویژگی‌های شیمیایی و شرایط فرآیندی

پس از تعیین هدف از نصب دتکتور گاز، مرحله بعدی جمع‌آوری داده‌هاست. موادی که قرار است توسط دتکتور شناسایی شوند باید مشخص گردند. شناسایی نشت شامل ارزیابی ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی مواد مورد نظر و همچنین شرایط فرآیندی حاکم است. این ویژگی‌ها و شرایط در محاسبات مدل‌سازی برای تعیین خصوصیات مختلف نشت مانند نرخ نشت ماده و شکل و اندازه‌ی ابر نشت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دامنه‌ی اشتعال‌پذیری مواد بررسی می‌شود. این ویژگی اطلاعاتی درباره‌ی احتمال اشتعال نشت قبل از پراکنده شدن آن فراهم می‌کند. نقطه‌ی جوش و گرمای نهان تبخیر هر ماده در سناریوهای مشخص‌شده بررسی می‌شود. این ویژگی‌های فیزیکی برای ارزیابی میزان فرّاری بودن مواد در شرایط استفاده شده، مفید هستند.

موادی که در شرایط محیطی به صورت گازهای قابل اشتعال وجود دارند، در صورت نشت به عنوان گاز در نظر گرفته می‌شوند. موادی که در دمای محیط به صورت مایع هستند، بسته به شرایط فرآیندی، ممکن است به‌صورت مایع یا بخار ارزیابی شوند.

پارامترهای فرآیندی شامل دما، فشار و نرخ جریان همراه با ویژگی‌های ماده برای ارزیابی احتمال آتش‌سوزی و انفجار بررسی می‌شوند. برای مثال، یک مایع قابل اشتعال که دمای آن پایین‌تر از نقطه اشتعال باشد، ممکن است در صورت نشت مشکلی ایجاد نکند؛ اما اگر از بخشی از فرآیند با دمایی ۱۰۰ درجه فارنهایت بالاتر از نقطه اشتعال نشت کند، مشکل‌ساز خواهد بود. این پارامترها به همراه مقدار ماده‌ای که ممکن است نشت کند، برای ارزیابی اندازه احتمالی نشت در نظر گرفته می‌شوند. همچنین این اطلاعات برای تعیین ماهیت نشت‌ها در سناریوهای مشخص کاربرد دارند.

در ادامه نمونه‌ای از معیارهای انتخاب سناریوی نشت در یکی از پروژه‌های اخیر آورده شده است. بخش‌هایی از فرآیند که باید از نظر جانمایی دتکتور گاز بررسی شوند، شامل تجهیزاتی هستند که یکی از شرایط زیر در آن‌ها وجود دارد:

• گازهای قابل اشتعال به‌صورت مایع‌شده در فرآیند درگیر هستند
• مواد قابل اشتعال/احتراق در دمایی بالاتر از نقطه اشتعال خود قرار دارند
• گازهای قابل اشتعال/احتراق در فشاری بیش از ۵۰۰ psig قرار دارند

این معیارها صرفاً یک نمونه هستند. باید محدوده‌ی تحلیلی مورد نظر مشخص شود. اگر این محدوده بیش از حد گسترده باشد، تحلیل پیچیده و دشوار می‌شود؛ و اگر بیش از حد محدود باشد، احتمال نادیده گرفتن سناریوهای نشت مهم وجود دارد.

اکثر ویژگی‌های مواد و شرایط فرآیندی در تحلیل خطر فرآیند (PHA) قابل دسترسی هستند. اگر تحلیل PHA انجام نشده یا اطلاعات کافی نداشته باشد، داده‌ها می‌توانند از نقشه‌های فرآیند (P&ID) و نمودارهای جریان فرآیند استخراج شوند. مهندسان فرآیند و اپراتورهای واحد، مطلع‌ترین افراد نسبت به فرآیند خاص هستند و می‌توانند اطلاعات ارزشمندی در این زمینه ارائه دهند.

انتخاب حالت‌های خرابی

باید نوع نقاط احتمالی نشت که قرار است تحلیل شوند مشخص گردد. فرض بر این است که خرابی‌های معقول می‌توانند رخ دهند. تحلیل سناریویی مانند پارگی آنی یک مخزن بزرگ یا شکست کامل لوله‌ی فولادی جوش‌خورده برای تعیین محل نصب دتکتور گاز منطقی نیست. اگرچه این رخدادهای فاجعه‌آمیز ممکن‌اند اتفاق بیفتند، اما تشخیص مؤثر باید بر رویدادهای محتمل‌تر تمرکز داشته باشد؛ یعنی همان نشت‌های کوچک‌تری که اگر به‌موقع شناسایی شوند و اقدام مناسب انجام شود، می‌توان آن‌ها را کنترل کرد.

نمونه‌هایی از خرابی‌هایی که باید در نظر گرفته شوند عبارت‌اند از:

• خرابی آب‌بند پمپ یا کمپرسور
• خرابی فلنج‌ها
• خرابی اتصالات لوله‌کشی
• خرابی اتصالات ابزار دقیق
• خرابی شیلنگ‌ها و اتصالات انعطاف‌پذیر

مکان‌های نشت

گام بعدی تعیین مکان‌های احتمالی نشت است. این مکان‌ها جایی هستند که نوع ماده، شرایط ماده و نوع خرابی معمول در آن نقطه با یکدیگر تطابق دارند. هر مکان نشت باید به‌صورت جداگانه تحلیل شود تا داده‌های مورد نیاز برای مدل‌سازی نشت و پراکندگی جمع‌آوری شود. این اطلاعات شامل اندازه دهانه، ارتفاع و جهت‌گیری آن و همچنین پارامترهای فرآیندی در محل نشت خواهد بود.

سناریوهای نشت و موقعیت آن‌ها باید پیش از آغاز مدل‌سازی اولیه توسط افرادی که مستقیماً با واحد یا کارخانه درگیر هستند، بررسی و تأیید شوند. مهندس فرآیند و اپراتور واحد اطلاعات دقیقی درباره منطقه مورد نظر دارند و می‌توانند اطلاعاتی ارائه دهند که اعتبار سناریوهای نشت انتخاب‌شده را افزایش دهد. در صورت امکان، بهتر است از ابتدا این افراد در تیم پروژه حضور داشته باشند.

ملاحظات هواشناسی

پیش از شروع مدل‌سازی پراکندگی، شرایط هواشناسی محل باید بررسی شود. پارامترهای هواشناسی شامل سرعت باد غالب، جهت باد، آشفتگی جو و شرایط حرارتی باید مدنظر قرار گیرد. پارامترهایی انتخاب می‌شوند که بدترین شرایط ممکن برای معیارهای نصب دتکتور را نشان دهند. ممکن است بدترین شرایط هواشناسی برای تشخیص، همان شرایط غالب در محل نباشند، اما باید در محدوده شرایط قابل وقوع در آن محل باشند.

مدل‌سازی نشت و پراکندگی

پس از گردآوری تمام اطلاعات مربوط به سناریوهای نشت و ترکیب آن با اطلاعات فیزیکی خاص هر محل نشت، مرحله مدل‌سازی آغاز می‌شود. مدل پراکندگی اطلاعاتی در خصوص اندازه و غلظت گاز پراکنده‌شده در زمان‌های مختلف نشت ارائه می‌دهد.

مدل کامپیوتری می‌تواند نرخ نشت ماده و شرایط آن در نقطه نشت را مشخص کند. ماده ممکن است به‌صورت بخار، مایع یا مایع فوران‌کننده (flashing liquid) آزاد شود. سرمایش ناشی از انبساط ممکن است دمای ماده را تغییر داده باشد که می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر نحوه پراکندگی داشته باشد. این مدل اطلاعات لازم برای تعیین میزان خطر ناشی از نشت را فراهم می‌کند.

گروه‌بندی نشت‌های مشابه

نشت‌های مشابه باید در یک گروه قرار گیرند تا از انجام مدل‌سازی‌های غیرضروری جلوگیری شود. برای مثال، اگر هفت نشت احتمالی از یک ماده وجود دارد که فقط در دمای آن‌ها ۲۰ درجه فارنهایت اختلاف است، اجرای مدل پراکندگی برای هر هفت مورد سود چندانی نخواهد داشت. باید بررسی حساسیت نتایج مدل پراکندگی انجام شود تا تأثیر پارامترهای ورودی متغیر مانند شرایط آب‌وهوایی و جهت‌گیری نشت بر نتایج پراکندگی مشخص شود.

بسیاری از مدل‌ها در تخمین غلظت گاز در نزدیکی محل نشت (منبع نشت) دقت بالایی ندارند، اما می‌توانند اطلاعاتی درباره وسعت خطر ارائه دهند. این اطلاعات می‌توانند برای ارزیابی و مقایسه میزان خطر نشت‌ها به تأسیسات و/یا جوامع اطراف مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال، یک نشت ممکن است فقط در همان محل تأثیر داشته باشد، در حالی که نشت دیگری ممکن است ابری از گاز قابل اشتعال ایجاد کند که تا بخاری‌های شعله‌دار مجاور گسترش می‌یابد. حالت دوم خطر بیشتری دارد، زیرا احتمال رسیدن مخلوط قابل احتراق به منبع جرقه وجود دارد. مدل‌سازی می‌تواند در اولویت‌بندی محل نصب دتکتور گاز کمک کند.

نرم‌افزارهای مدل‌سازی نشت و پراکندگی

نرم‌افزارهای متعددی برای مدل‌سازی پراکندگی گاز وجود دارند. هدف این متن بررسی این نرم‌افزارها نیست، بلکه اشاره به این است که چگونه می‌توان از آن‌ها برای تعیین محل نصب دتکتور گاز استفاده کرد. برخی از این نرم‌افزارها عبارت‌اند از:

• SuperChems® از شرکت A. D. Little
• CHARM® از شرکت Radian
• نرم‌افزارهای متن‌باز مانند ARCHIE، DEGADIS، CAMEO و SLAB

هر برنامه مزایا و معایب خاص خود را از نظر سهولت استفاده، گزینه‌های خروجی و توانمندی مدل‌سازی دارد. برخی مدل‌ها می‌توانند نشت و پراکندگی را در یک مرحله مدل‌سازی کنند، در حالی که برخی دیگر نیاز دارند که مدل نشت و مدل پراکندگی به‌صورت جداگانه اجرا شوند و خروجی مدل نشت به مدل پراکندگی وارد شود. باید بررسی شود که مدل انتخاب‌شده برای شرایط خاص پروژه مناسب است یا خیر.

تعیین محل نصب دتکتور

معیارهای نصب دتکتور گاز بر اساس شناسایی نشت قبل از تشکیل ابری از بخار قابل احتراق است که می‌تواند منجر به انفجار شود. اگرچه برای یک انفجار، حداقل پنج تن ماده نیاز است، اما حتی مقادیر بسیار کمتر نیز می‌توانند باعث آتش‌سوزی‌های شدید شوند. بنابراین، شناسایی نشت باید در سریع‌ترین زمان ممکن انجام شود تا پیش از تشکیل ابر بخار، فرصت انجام اقدامات اصلاحی فراهم باشد.

برای نواحی مختلف یک تأسیسات معمولاً معیارهای متفاوتی جهت مکان‌یابی دتکتورها تدوین می‌شود. به‌عنوان مثال، در نواحی فرآیندی نیاز به تشخیص سریع‌تر حتی مقادیر کم گاز وجود دارد، اما در نواحی ذخیره‌سازی این الزام کمتر است. در نواحی فرآیندی، منابع احتراق متعددی وجود دارند. اگر بخار قابل احتراق به منبع احتراقی با انرژی کافی برخورد کند، آتش‌سوزی سریع رخ خواهد داد. همچنین ازدحام تجهیزات در این مناطق می‌تواند منجر به تسریع گسترش آتش شود. بنابراین، در نواحی فرآیندی تشخیص سریع مقادیر کم گاز مناسب و ضروری است.

 

نشت‌های بزرگ‌تر معمولاً در نواحی ذخیره‌سازی قابل‌تحمل‌تر هستند، زیرا در این نواحی منابع احتراق محدودتری وجود دارد، تجهیزات و سازه‌ها کمتر متراکم هستند و جرم بیشتر تجهیزات و سازه‌ها، زمان بیشتری برای جذب اثرات حرارتی در هنگام آتش‌سوزی فراهم می‌کند. در نتیجه، در این مناطق می‌توان نشت‌های بزرگ‌تری را مدنظر قرار داد.

مثال

یک نمونه از شناسایی سناریوی نشت، مدل‌سازی پراکندگی گاز و معیارهای تعیین محل نصب دتکتور گاز که در یک پروژه اخیر به‌کار گرفته شده، بر پایه تشخیص در سطح غلظت ۲۰ درصد حد انفجار پایین (LEL) از یک ماده است که از فرآیند از طریق یک روزنه به قطر یک‌چهارم اینچ در مدت یک دقیقه یا قبل از آزاد شدن ۱۰۰۰ پوند ماده نشت می‌کند. این معیار به‌منظور ایجاد زمان کافی برای اقدام اصلاحی توسط کارکنان بهره‌بردار جهت کاهش میزان ماده نشت‌شده در نظر گرفته شده است. همچنین این معیار از نصب دتکتورهایی که بیش از حد حساس بوده و منجر به هشدارهای مزاحم می‌شوند جلوگیری می‌کند.

مکان‌یابی دتکتورها در این پروژه وابسته به جهت باد نیست. در این حالت، جهت غالب باد متغیر است. معیار تعیین محل دتکتور گاز در این پروژه، نصب دتکتورها در ناحیه‌ای است که توسط پهنای ایزوپلت غلظت پراکندگی در نقطه نشت تعریف می‌شود. پهنای ایزوپلت در نقطه نشت یک ناحیه دایره‌ای را تعریف می‌کند که فاصله احتمالی گسترش نشت در خلاف جهت باد را مشخص می‌سازد. این رویکرد منجر به نصب دتکتورها با احتمال بالاتر شناسایی نشت در شرایط مختلف جهت باد می‌شود و اتکا به جهت غالب باد را کاهش می‌دهد. قانون مورفی بیان می‌کند که اگر نشت رخ دهد و مکان دتکتور بر اساس جهت غالب باد تعیین شده باشد، احتمال زیادی وجود دارد که باد از جهت مخالف (۱۸۰ درجه) بوزد.

استفاده از روش‌های مدرن جمع‌آوری داده، مدل‌سازی رایانه‌ای و تجهیزات دتکتور گاز جایگزین قضاوت منطقی نمی‌شود. هنگام نصب دتکتورها، باید دقت شود که در مکان‌هایی قرار نگیرند که از منبع نشت گاز پنهان باشند.

اجزای سیستم دتکتور گاز و عملکرد آن‌ها

یک سیستم دتکتور گاز قابل اشتعال از چند جزء تشکیل شده است، از جمله دتکتور، مانیتورهای نمایش‌دهنده، آلارم‌های صوتی و آلارم‌های نوری. این سیستم ممکن است قابلیت اتصال به سایر سیستم‌های کنترل و پایش تأسیسات را نیز داشته باشد.

سیستم‌های دتکتور گاز قابل اشتعال معمولاً به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که در دو سطح متفاوت از غلظت گاز هشدار دهند. این سیستم می‌تواند دستگاه‌های هشداردهنده خروجی را فعال کرده و همچنین نشان دهد که سطح خاصی از گاز قابل اشتعال وجود دارد. دو نقطه هشدار رایج ۲۰ درصد LEL و ۴۰ درصد LEL هستند. در سطح ۲۰ درصد LEL، سیستم چراغ هشدار را روی پنل روشن کرده و آلارم محلی را در ناحیه‌ای که دتکتور فعال شده ایجاد می‌کند. این کار می‌تواند منجر به تخلیه منطقه، افزایش نرخ تهویه و/یا بررسی فوری منطقه توسط پرسنل مجرب شود.

در سطح ۴۰ درصد LEL، سیستم هشدار دیگری را فعال کرده، آلارم‌های صوتی و نوری را به فراتر از منطقه محلی گسترش می‌دهد، تجهیزات فرآیندی را به‌صورت خودکار خاموش یا تخلیه می‌کند، سامانه‌های پراکندگی بخار را فعال کرده و پرسنل اضطراری را مطلع می‌سازد تا اقدامات لازم را انجام دهند.

فارغ از چیدمان خاص سیستم، اجزای ضروری آن شامل قابلیت تشخیص دتکتوری است که آلارم را فعال کرده (و در نتیجه موقعیت آن)، گازی که شناسایی شده، و غلظت گاز. بدون این اطلاعات، اقدامات مؤثر محدود خواهند بود. روش‌های متعددی برای سازمان‌دهی این اطلاعات و بازیابی آن در مواقع نیاز وجود دارد. برچسب‌گذاری ساده می‌تواند برای سامانه‌های کوچک کافی باشد. برای برخی دیگر، استفاده از برگه‌های داده جمع‌آوری‌شده کاربرد دارد. با این حال، در اغلب نصب‌های امروزی از سامانه‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی استفاده می‌شود که قابلیت اتصال به تجهیزات دتکتور گاز را دارند. بدین ترتیب، قابلیت‌های مناسبی برای بازیابی اطلاعات فراهم می‌شود. بنابراین، پس از شناسایی گاز قابل اشتعال توسط یک دتکتور، کلیه اطلاعات مربوط به حادثه می‌تواند به‌صورت فوری بر روی صفحه‌نمایش رایانه نشان داده شود.

انواع دتکتور گاز

امروزه دو نوع دتکتور گاز برای گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شود: نوع نقطه‌ای و نوع بیم. هر دو نوع کاربردها، مزایا و معایب خاص خود را دارند.

در نوع نقطه‌ای از یک مهره کاتالیستی به‌عنوان دتکتور استفاده می‌شود. این مهره گرم می‌شود تا زمانی‌که گاز قابل اشتعال در مجاورت آن قرار گیرد، بسوزد و دمای مهره افزایش یابد. این افزایش دما باعث تغییر مقاومت الکتریکی در مهره می‌شود. این تغییر مقاومت با مهره مرجع در داخل دتکتور مقایسه می‌شود تا شرایط محیطی در نظر گرفته شود. سیستم این تغییر مقاومت را به‌صورت درصدی از حد انفجار پایین (LEL) تفسیر می‌کند.

دتکتورهای نوع بیم بر اساس این اصل عمل می‌کنند که هیدروکربن‌ها تابش مادون قرمز را در طول موج‌های مشخصی جذب می‌کنند. دتکتور نوع بیم، یک پرتو آشکارساز و یک پرتو مرجع را در فضا منتشر می‌کند. این پرتو یا به یک گیرنده جداگانه می‌رسد یا در صورت ترکیب فرستنده/گیرنده، از آینه بازتاب داده می‌شود. این پرتو می‌تواند تا فاصله ۱۰۰ متر (۳۲۸ فوت) ارسال شود.

مشخصات معمول هر دو نوع دتکتور در ادامه آمده است. این ویژگی‌ها بسته به سازنده خاص دتکتور ممکن است متفاوت باشد. هر یک از این عوامل باید هنگام انتخاب دستگاه مناسب مورد توجه قرار گیرد.

دتکتورهای نوع نقطه‌ای:
− مناسب برای پایش در محل‌های خاص یا اجزای تجهیزات، مانند ورودی هوای اتاق‌های کنترل یا تجهیزات مجزا
− اندازه‌گیری کمی غلظت گاز در یک مکان معین
− قیمت نسبتاً پایین
− تعویض دتکتور ساده است
− مستعد مسمومیت توسط برخی مواد مانند ترکیبات سیلیکونی
− گاز باید به دتکتور برسد (در صورت قرارگیری نادرست یا کم‌بودن تعداد دتکتورها، دقت کاهش می‌یابد)
− احتمال قرائت نادرست به دلیل تداخل‌ها وجود دارد
− نیاز به نگهداری مکرر جهت بررسی کالیبراسیون
− طول عمر عملکردی ممکن است در حضور گازهای پس‌زمینه دائمی کاهش یابد

 

دتکتورهای نوع بیم:
− ممکن است در صورتی‌که محل‌های بالقوه نشت در یک خط قرار داشته باشند (مانند ردیفی از پمپ‌ها در امتداد یک مسیر لوله‌کشی)، از نظر هزینه نسبت به دتکتورهای نقطه‌ای مقرون‌به‌صرفه‌تر باشند
− نیاز به نگهداری کم، زیرا تجهیزات در معرض مسمومیت قرار نمی‌گیرند
− پایش نشت گاز در یک منطقه وسیع را فراهم می‌کند
− تحت تأثیر سطوح بالای گاز پس‌زمینه قرار نمی‌گیرد
− میانگین غلظت در یک فاصله کوتاه را ارائه می‌دهد (غلظت دقیق در یک نقطه خاص را نشان نمی‌دهد)
− فرستنده پرتو باید دید مستقیم با گیرنده یا بازتاب‌دهنده داشته باشد (فعالیت در یک ناحیه ممکن است پرتو را مختل کرده و باعث شود آن منطقه بدون پایش باقی بماند)
− سرویس‌دهی پرهزینه و زمان‌بر است، زیرا تعویض دتکتورهای معیوب نیاز به تکنسین‌های ماهر دارد

استفاده از دتکتورهای نقطه‌ای در مقایسه با دتکتورهای نوع بیم ممکن است برای مناطقی مناسب‌تر باشد که در آن، همپوشانی دایره‌های پراکنش، امکان شناسایی نشت از بیش از یک منبع را با یک دتکتور فراهم می‌کند. دتکتور نوع بیم زمانی مناسب‌تر است که یک سری نقاط نشت احتمالی در یک خط مستقیم قرار دارند یا زمانی که هدف، شناسایی نشت گاز پیش از عبور از مرز یک واحد فرایندی باشد. یک سیستم کامل ممکن است شامل استفاده از هر دو نوع دتکتور به‌صورت متناسب با شرایط باشد.

خلاصه
در ابتدای تحلیل باید هدف مشخصی برای سیستم دتکتور گاز تعیین شود. آنچه که انتظار دارید به آن دست یابید باید مشخص شود تا بتوان برنامه‌ای برای رسیدن به این هدف تدوین کرد.

استفاده از مدل‌های نشت و پراکنش می‌تواند در مکان‌یابی مؤثر دتکتور گاز مفید باشد، زیرا اطلاعاتی در مورد اندازه نشت بر اساس نوع خرابی‌های فرض‌شده ارائه می‌دهد. ممکن است مدل نشان دهد که برخی از خرابی‌های احتمالی در یک منطقه، مقدار گاز کافی برای ایجاد نگرانی فوری را آزاد نمی‌کنند. به این ترتیب می‌توان تلاش‌ها را بر روی نشت‌های مهم‌تر متمرکز کرد و بودجه را به‌صورت مؤثرتری خرج نمود.

نصب دتکتور گاز در ناحیه‌ای که با چند ایزوپلت غلظت پراکنش همزمان باشد می‌تواند تعداد نقاط مورد نیاز برای شناسایی را کاهش دهد. یک دستگاه در موقعیتی قرار می‌گیرد که می‌تواند نشت را از چند محل نزدیک شناسایی کند. به‌عنوان مثال، دتکتوری که بین دو پمپ مجاور قرار دارد، بسته به فاصله بین آن‌ها، می‌تواند نشت از هر دو پمپ را شناسایی کند.

استفاده از روش‌های پیشرفته جمع‌آوری داده، مدل‌سازی رایانه‌ای، و تجهیزات دتکتور گاز، جایگزینی برای قضاوت فنی نیست. مدل‌سازی فقط تقریب شرایطی است که ممکن است رخ دهد. حتماً نظر افرادی که با کارخانه آشنایی دارند را جویا شوید، زیرا ممکن است اطلاعاتی داشته باشند که با فرض‌های اشتباه، نتایج پیشرفته‌ترین مدل‌ها را بی‌اثر کند.

دتکتورهای نوع بیم و نقطه‌ای هر دو کاربردهای مناسب خود را دارند که بسته به موقعیت، متفاوت خواهد بود. یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه نیازمند بررسی همه گزینه‌های موجود برای شناسایی است. آنچه که در یک بخش از کارخانه مؤثر است، ممکن است در بخشی دیگر کاملاً ناکارآمد باشد.

لوله موئین، یک قطعه لوله انعطاف‌پذیر است که به لوله اصلی نمونه‌برداری متصل می‌شود و در انتهای آن یک سوراخ نمونه‌برداری قرار دارد. هدف از استفاده از این لوله‌ها، گسترش ناحیه نمونه‌برداری به دور از شبکه اصلی لوله‌ها است.

از لوله‌های موئین زمانی استفاده می‌شود که نمونه‌برداری از یک فضای بسته مانند یک کابینت یا سقف کاذب انجام می‌شود، یا در مواردی که به دلایل ظاهری یا امنیتی ضروری است. این روش، شبکه اصلی لوله‌کشی را پنهان می‌کند و تنها یک نقطه کوچک نمونه‌برداری در فضا باقی می‌گذارد. شکل ۵در زیر، لوله موئینی را نشان می‌دهد که از لوله اصلی نمونه‌برداری به پایین امتداد یافته و سوراخ نمونه‌برداری در محل مورد نظر قرار دارد.

نرم‌افزار طراحی، افزودن لوله‌های موئین و نقاط نمونه‌برداری به طراحی شبکه لوله را پشتیبانی می‌کند و جریان هوای مناسب در سیستم را محاسبه می‌نماید. حداکثر طول معمول برای لوله‌های انعطاف‌پذیر موئین ۸ متر (۲۶فوت) است، اما این مقدار می‌تواند بسته به محاسبات نرم‌افزار طراحی متغیر باشد. زمانی که چندین لوله موئین در یک شبکه استفاده می‌شود، طول هر یک از آن‌ها باید تقریباً برابر باشد تا تعادل سیستم حفظ شود.

توجه ۱: توصیه می‌شود از اجرای طولانی لوله‌هایی که هم دارای سوراخ‌های نمونه‌برداری استاندارد و هم نقاط نمونه‌برداری موئین هستند، خودداری شود، زیرا این امر می‌تواند جریان هوا را نامتعادل کرده و زمان پاسخ‌دهی نقاط موئین را کاهش دهد.

سوراخ‌های نمونه‌برداری
سوراخ‌های نمونه‌برداری می‌توانند مستقیماً روی لوله، روی یک درپوش انتهایی، یا در یک نقطه نمونه‌برداری در انتهای لوله موئین قرار گیرند. مهم‌ترین عامل، سوراخ‌کاری صحیح با قطری مطابق با مشخصات تعیین‌شده توسط نرم‌افزار طراحی است.

سوراخ‌های نمونه‌برداری باید پس از نصب شبکه لوله‌کشی ایجاد شوند. برای جلوگیری از مسدود شدن سوراخ‌ها توسط گرد و غبار و آلودگی، سوراخ‌ها باید در قسمت زیرین لوله‌های نمونه‌برداری و نه در بالای آن‌ها ایجاد شوند. این کار از ورود ذرات افتاده به درون سوراخ‌ها جلوگیری می‌کند. دستورالعمل‌های زیر هنگام سوراخ‌کاری لوله‌ها باید رعایت شود:

هدف این راهنما ارائه اطلاعات در مورد نصب صحیح بیم دتکتورهای دود در کاربردهای حفاظت از جان و مال است. این راهنما به طور خلاصه اصول عملکرد بیم دتکتورها، الزامات طراحی آنها و کاربردهای عملی آنها به عنوان بخشی از سیستم اعلام حریق را شرح می‌دهد.

بیم دتکتورها می‌توانند اجزای مهمی از یک سیستم اعلام حریق با طراحی مناسب باشند. قابلیت‌های منحصر به فرد آنها این امکان را فراهم می‌کند تا بسیاری از مشکلات و محدودیت‌های دتکتورهای نقطه‌ای و سیستم‌های مکنده در برخی کاربردها را برطرف کنند. این راهنما برای کمک به درک قابلیت‌ها و محدودیت‌های بیم دتکتورها و تفاوت آنها با دتکتورهای نقطه‌ای تهیه شده است.

توجه: این سند تنها به عنوان یک راهنمای کلی برای کاربرد بیم دتکتورها در نظر گرفته شده است. همیشه باید به الزامات و دستورالعمل‌های نصب سازنده دتکتور و استانداردهای محلی مراجعه شود.

 

**دتکتورهای دود مکنده**

هوا از طریق شبکه‌ای از لوله‌ها مکیده می‌شود تا دود تشخیص داده شود. دود وارد محفظه نمونه‌برداری می‌شود که با تشخیص نور پراکنده‌شده توسط ذرات دود معلق در هوا، وجود آنها را شناسایی می‌کند.

 

**بیم دتکتور دود نوری (بیم)**

یک دتکتور آتش که از پرتو نور (معمولاً مادون قرمز) استفاده می‌کند و آن را در یک فضای باز منتشر می‌نماید تا دود ناشی از آتش اولیه را نظارت کند. دو نوع اصلی بیم دتکتور وجود دارد:

– **انتهایی به انتهایی:** فرستنده و گیرنده در دو انتهای ناحیه تحت حفاظت نصب می‌شوند.

– **بازتابی:** فرستنده و گیرنده در یک محفظه واحد نصب شده‌اند و پرتو به یک بازتابنده ویژه هدایت می‌شود که در انتهای مقابل ناحیه تحت حفاظت قرار دارد.

 

**فرستنده (معروف به پرتاب‌کننده، TX)**

این دستگاه در سیستم بیم دتکتور انتهایی به انتهایی با یک گیرنده اختصاصی جفت می‌شود و سیگنال نوری را در ناحیه تحت حفاظت منتشر می‌کند. فرستنده می‌تواند به صورت یکپارچه با گیرنده در یک واحد ترکیب شود.

 

گیرنده (معروف به حسگر، RX)
این دستگاه در سیستم بیم دتکتور دود نوع انتهایی به انتهایی با یک فرستنده اختصاصی جفت می‌شود و سطح سیگنال نور دریافت‌شده پس از عبور از ناحیه تحت حفاظت را نظارت می‌کند.

کنترلر
این قطعه از سیستم بیم دتکتور دود نوری است که به مهندس اعلام حریق یا فرد صلاحیت‌دار اجازه می‌دهد تنظیمات، پیکربندی و عیب‌یابی بیم‌ها را در سطح زمین انجام دهد و نیاز به استفاده از تجهیزات دسترسی در ارتفاع را برطرف می‌کند.

محدوده بیم
این فاصله کلی بین فرستنده و گیرنده بیم در دتکتورهای نوع انتهایی به انتهایی و فاصله بین فرستنده/گیرنده تا بازتابنده در دتکتورهای بازتابی است.

این محدوده معمولاً به صورت ‘A تا B’ بیان می‌شود که در آن:

• A حداقل محدوده عملیاتی (از ۰ متر)
• B حداکثر محدوده عملیاتی (از ۰ متر) است.

مثال: محدوده ۵ تا ۱۰۰ متر به این معنی است که بیم می‌تواند در فاصله حداقل ۵ متر و حداکثر ۱۰۰ متر به درستی عمل کند.

**پوشش دتکتور**

پوشش دتکتور به ناحیه‌ای گفته می‌شود که در آن دتکتور قادر به تشخیص مؤثر آتش‌سوزی در حال وقوع است. این ناحیه بر اساس استانداردهای محلی و بین‌المللی تعریف می‌شود و معمولاً به صورت عرضی یا مدور از مرکز دتکتور محاسبه می‌گردد.

 

**جبران انحراف (دریفت)**

این قابلیت به دتکتور اجازه می‌دهد به صورت خودکار موقعیت و/یا سیگنال ارسالی را تنظیم کند تا همترازی بهینه حفظ شود. این ویژگی با محدودیت‌هایی طراحی شده تا:

– توانایی تشخیص آتش‌های با رشد کند (آتش‌های کم‌دود) حفظ شود

– اثرات تجمع آلودگی روی سطوح دتکتور خنثی گردد

– جابجایی‌های جزئی ساختمان جبران شود

 

**منشور (بازتابنده)**

این قطعه در بیم‌های بازتابی استفاده می‌شود. ویژگی بازتاب بالای آن امکان بازگرداندن نور به منبع نور و حسگر مجاور را حتی در مسافت‌های طولانی فراهم می‌کند. با استفاده از آرایه‌ای از منشورها می‌توان به بردهای تا ۱۲۰ متر دست یافت.

 

**تیرگی (ابسکیوریشن)**

تیرگی مقدار کاهش شدت نور در اثر وجود ذرات یا مواد نیمه‌شفاف در مسیر بیم است. این مقدار معمولاً به صورت درصد یا کاهش دسی‌بل (dB) بیان می‌شود و معیاری برای تشخیص دود محسوب می‌گردد.

 

**حساسیت**

توانایی دتکتور دود در واکنش به سطح معینی از دود. این ویژگی در بیم دتکتورها معمولاً قابل تنظیم است.

 

**دتکتور نقطهای**

دستگاهی که آتش اولیه را در یک نقطه مشخص تشخیص میدهد و معمولاً از فناوری تشخیص دود نوری یا یونیزاسیون و یا تشخیص حرارت استفاده میکند. محدوده پوشش دتکتور نقطهای توسط استانداردهای محلی یا ملی تعریف میشود.

 

**لایهبندی (استراتیفیکیشن)**

پدیدهای که هنگام گرمتر بودن دود از هوای اطراف رخ میدهد، به طوری که دود تا رسیدن به دمای برابر با هوای اطراف بالا میرود و سپس متوقف میشود.

 

**چه کسانی باید این راهنما را مطالعه کنند؟**

در صورتی که یکی از موارد زیر در مورد شما صدق میکند، این راهنما برای شما مفید خواهد بود:

– شما مسئول طراحی یا مشخص کردن سیستمهای تشخیص حریق هستید

– مسئول سیستم حفاظت از حریق ساختمان هستید

– مسئول ایمنی آتش (مارشال آتش) در محل کار خود هستید

– قصد نصب بیم دتکتور دود یا سایر سیستمهای تشخیص دود را دارید

– در حوزه ارزیابی ریسک حفاظت از حریق فعالیت میکنید

– در پشتیبانی یا فروش سیستمهای تشخیص حریق نقش دارید

– در خدمات آتشنشانی و نجات فعالیت میکنید

 

**توجه:** این راهنما تنها راهنمای کلی ارائه میدهد. شما باید مقررات محلی و ملی و همچنین مشخصات فنی سازنده را برای دتکتورهای خاص نیز بررسی کنید

**بیم دتکتور دودی اعلام حریق چیست؟**

 

رایج‌ترین نوع دتکتور دود، **دتکتور نقطهای دودی** است. این دستگاه شامل یک پرتو نور مادون قرمز است که درون محفظه‌ای کوچک در بدنه دستگاه تابیده می‌شود. هنگام ورود دود به محفظه از طریق منافذ بدنه، پرتو نور تحت تأثیر قرار گرفته و دستگاه را به حالت هشدار می‌برد.

 

**بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق** بر همین اصل کار می‌کنند، با این تفاوت که پرتو نور در فضای باز ساختمان منتشر می‌شود. این سیستم به‌طور مؤثر کل فضای ساختمان را به یک محفظه تشخیص دود تبدیل می‌کند که امکان شناسایی دود در طول مسیر پرتو را فراهم می‌نماید.

 

**نحوه عملکرد بیم دتکتور دودی اعلام حریق**

سیستم تشخیص دود با پرتو نوری به این صورت عمل می‌کند:

1. **تشکیل پرتو نامرئی**: یک پرتو مادون قرمز نامرئی بین فرستنده و گیرنده برقرار می‌شود.
2. **تأثیر دود بر پرتو**: هنگام عبور دود از مسیر پرتو، ذرات جامد و قطرات مایع موجود در دود باعث پراکندگی و انعکاس فوتون‌های نور می‌شوند.
3. **کاهش شدت نور**: این پراکندگی منجر به کاهش شدت نور در سمت مقابل ابر دود می‌گردد.
4. **تشخیص و هشدار**: سیستم این کاهش شدت نور (که به عنوان تیرگی شناخته می‌شود) را تشخیص داده و آن را به عنوان علامت وجود آتش تفسیر می‌کند.

 

**مزایای کلیدی:**

– پوشش گسترده‌تر نسبت به دتکتورهای نقطهای

– حساسیت تنظیم‌پذیر برای تشخیص دود

– مناسب برای فضاهای بزرگ و سقف‌های بلند

انواع بیم دتکتورهای موجود چیست؟

دو نوع پیکربندی اصلی برای بیم دتکتورها وجود دارد:

و یا رفلکتوری و انتها به انتها**بازتابشی** و **انتهایی**.

هر دو شامل یک فرستنده (T) (منبع نور) و یک گیرنده (R) (دتکتور) هستند.

**نصب و نگهداری**

بیم دتکتورهای بازتابشی نصب و نگهداری آسان‌تر و کم‌هزینه‌تری نسبت به نوع انتهایی دارند، زیرا تنها به کابل‌کشی الکتریکی در یک سمت فضای تحت حفاظت نیاز است و تنها یک دستگاه برای تمیزکاری و نگهداری در زمان سرویس وجود دارد.

 

**ترازکردن**

معمولاً ترازکردن بیم بازتابشی ساده‌تر است، زیرا تنها یک قطعه تجهیز در یک انتهای بیم نیاز به تنظیم دارد (معمولاً بازتابنده قابل تنظیم نیست)، درحالی که دتکتورهای انتهایی نیاز به تنظیم در هر دو انتهای بیم دارند.

 

**فضای مورد نیاز بیم**

بیم بازتابشی با عبور از فضای بازگشتی از بازتابنده، واگرا می‌شود و بنابراین فضای بیشتری اشغال می‌کند. درحالی که یک بیم انتهایی می‌تواند از فاصله‌ای باریک‌تر عبور کند

تفاوت آن‌ها با سایرین چیست؟
دتکتورهای دود نقطه‌ای، همان‌طور که از نامشان پیداست، دود را در فاصله‌های بسیار کوتاه و با استفاده از یک محفظه درون خود دتکتور شناسایی می‌کنند. برخی مدل‌ها از اصل پراکندگی نور استفاده می‌کنند، جایی که وجود دود جهت پرتو نور را تغییر می‌دهد تا توسط یک فوتودیود تشخیص داده شود. مدل‌های دیگر تغییر در ویژگی‌های الکتریکی هوای داخل دتکتور را که ناشی از وجود دود است، شناسایی می‌کنند.

دتکتورهای دود مکنده، هوا را از طریق شبکه‌ای از نقاط نمونه‌برداری متصل به سیستم لوله‌کشی به یک محفظه حسگر می‌کشند. تشخیص دود در این سیستم‌ها بر اساس اصول مشابه دتکتورهای نقطه‌ای انجام می‌شود.

مهم‌ترین تفاوت بین این فناوری‌ها، نحوه پایش منطقه تحت حفاظت است.

نحوه نصب صحیح بیم دتکتورهای نوری
رعایت دستورالعمل‌های زیر عملکرد بهینه دتکتورها را تضمین کرده و از خطاها و هشدارهای کاذب جلوگیری می‌کند:

نصب بر سطوح سازه‌ای مستحکم:
فرستنده/گیرنده/بازتابنده را بر بخش‌های سازه‌ای ثابت ساختمان نصب کنید که حداقل جابجایی ناشی از تغییرات دما، ارتعاش یا نشست را تجربه می‌کنند. از دتکتورهای دارای قابلیت تنظیم مجدد خودکار برای جبران جابجایی‌های طولانی‌مدت ساختمان استفاده نمایید.

انتخاب نوع مناسب بیم برای نصب:
اگر فضای تحت حفاظت برای یک بیم واحد بیش‌ازحد طولانی است، از آرایش‌های پشت‌به‌پشت، رو‌به‌پشت یا رو‌به‌رو استفاده کنید. یا از دتکتورهای مجهز به فازبندی پویا بیم برای جلوگیری از تداخل بیم‌ها و حذف نیاز به محافظ اضافی بهره ببرید.

تضمین خط دید واضح برای بیم:
از سطوح براق در مسیر بیم اجتناب کنید و در دتکتورهای بازتابشی این سطوح را حداقل یک متر از مرکز بیم دور نگه دارید (این فاصله در دتکتورهای انتهایی می‌تواند کمتر باشد).

همراستایی صحیح بیم:
از دتکتورهای دارای شاخص‌های همترازی مؤثر یا روال‌های تراز خودکار استفاده کنید تا از راه‌اندازی بیم‌های ناهمتراز جلوگیری شود.

چیدمان بهینه بیم‌ها برای پوشش فضایی مطلوب:
بیم‌ها می‌توانند بدون ایجاد سیگنال‌های ناخواسته در گیرنده‌ها، یکدیگر را قطع کنند.

اجتناب از نور مستقیم خورشید:
در صورت اجتناب‌ناپذیری (مثلاً در آتریوم‌های شیشه‌ای)، از دتکتورهای دارای الگوریتم‌های جبران نور برای تنظیم تغییرات سطح نور محیط استفاده کنید.

تعیین وظایف/فواصل نگهداری مناسب:
میزان آلودگی نوری ناشی از گردوغبار یا تعریق را با بررسی سطوح نزدیک به دتکتورها ارزیابی کنید. آستانه هشدار را متناسب با سطح آلودگی احتمالی تنظیم نمایید. از دتکتورهای دارای الگوریتم‌های پایش و تنظیم بهره برای جبران تغییرات تدریجی سیگنال استفاده کنید. برنامه‌ای برای تمیزکاری دوره‌ای اجزای نوری تعیین نمایید.

تنظیمات مناسب سیستم:
مشخصه تأخیر تا خطا را متناسب با عملیات ساختمان پیکربندی کنید (مثلاً برای تحمل انسدادهای موقت بیم توسط ماشین‌آلات). اگر تغییرات عملیاتی مکرر است، یک کنترلر سطح پایین نصب کنید تا تنظیمات به‌راحتی بهینه شوند. از دتکتورهای پیشرفته‌ای که روند شدت بیم را پایش می‌کنند، برای تفکیک آتش واقعی از اثرات دیگر استفاده نمایید

جلوگیری از نشستن پرندگان:
در صورت لزوم، تمهیداتی برای ممانعت از نشستن پرندگان روی دتکتورها و انسداد احتمالی بیم بیندیشید

 

ثبت گزارش سیستم:
بیم دتکتورها تجهیزات ایمنی حیاتی هستند. مستندسازی نصب برای نگهداری آینده و اطمینان از ایمنی و صحت نصب ضروری است.

آرایش‌های نصب

برای نصب بیم دتکتورهای نوری، آرایش‌های مختلفی وجود دارد که بسته به شرایط محیط و نیازهای حفاظتی می‌توان از آنها استفاده کرد:

1. آرایش انتهایی (End-to-End):
   • فرستنده (T) و گیرنده (R) در دو طرف فضای تحت حفاظت نصب می‌شوند.
   • مناسب برای فضاهای با مسیر مستقیم و بدون مانع.
2. آرایش بازتابشی (Reflective):
   • فرستنده/گیرنده (TR) در یک سمت و بازتابنده (Reflector) در سمت مقابل نصب می‌شود.
   • مناسب برای مکان‌هایی که کابل‌کشی به سمت مقابل دشوار است.
3. آرایش پشت‌به‌پشت (Back-to-Back):
   • دو دتکتور به صورت پشت‌به‌هم نصب شده و هر کدام فضای مجاور را پوشش می‌دهند.
   • برای فضاهای بزرگ با نیاز به پوشش چندمنطقه.
4. آرایش رو‌به‌پشت (Face-to-Back):
   • فرستنده یک دتکتور به گیرنده دتکتور دیگر نشانه‌گیری می‌کند.
   • جهت پوشش‌دهی زوایای خاص یا فضاهای نامنظم.
5. آرایش رو‌به‌رو (Face-to-Face):
   • فرستنده و گیرنده دو دتکتور به صورت مستقیم به هم نشانه‌گیری می‌کنند.
   • برای افزایش حساسیت در مناطق حساس.

انتخاب آرایش مناسب به عواملی مانند ابعاد فضای تحت پوشش، موانع فیزیکی، سهولت نصب و هزینه‌های نگهداری بستگی دارد.

**توصیه‌های استاندارد (BS 5839 بخش 1)**

 

استاندارد **BS 5839 Part 1** راهنمایی برای **طراحی، نصب، راه‌اندازی و نگهداری** سیستم‌های تشخیص خودکار حریق در ساختمان‌های غیرمسکونی ارائه می‌دهد. برخی از توصیه‌های کلیدی مربوط به **بیم دتکتورهای نوری** به شرح زیر است:

 

*(این مطالب صرفاً جهت راهنمایی کلی است. برای اطلاعات دقیق‌تر به متن استاندارد مراجعه کنید.)*

 

### **ارتفاع نصب دتکتورها**

– بیم دتکتورها باید **تا حد امکان نزدیک به سقف** نصب شوند تا از تجمع و گسترش دود (Smoke Plume) در زمان آتش‌سوزی بهره‌برداری کنند.

– **حداکثر ارتفاع قابل پوشش** توسط یک دتکتور به دو عامل بستگی دارد:

1. **تخت بودن یا نبودن سقف**
2. **حساسیت دتکتور**

 

**راهنمای ارتفاع بر اساس حساسیت:**

– **حساسیت معمولی** (Normal Sensitivity):

– آستانه هشدار دتکتور >35% تضعیف سیگنال

– مناسب برای فضاهای با ارتفاع استاندارد.

 

– **حساسیت افزایش‌یافته** (Enhanced Sensitivity):

– آستانه هشدار دتکتور ≤35% تضعیف سیگنال

– در فضاهای بلندتر، **تشخیص مکمل (Supplementary Detection)** در ارتفاع پایین‌تر نیز توصیه می‌شود (به بخش *«فاصله افقی دتکتورها»* مراجعه کنید).

 

—

 

### **ملاحظات اضافی برای فضاهای بلند:**

– در محیط‌های با ارتفاع زیاد، ممکن است نیاز به **نصب دتکتورهای اضافی در سطوح پایین‌تر** باشد تا از پوشش بهینه اطمینان حاصل شود.

– در سقف‌های غیرتخت (مانند سقف‌های شیبدار یا قوسی)، محاسبه ارتفاع نصب باید با دقت بیشتری انجام شود.

 

*(برای جزئیات فنی بیشتر، از جمله جدول‌های دقیق ارتفاع و فاصله، به استاندارد BS 5839 Part 1 مراجعه نمایید.)*

بیم دتکتورها را می‌توان در ارتفاعی بسیار بیشتر از دتکتورهای نقطه‌ای (حداکثر ۱۰.۵ متر) نصب کرد، زیرا طول بیشتر فضای تحت حفاظت، مشکل تشخیص چگالی کمتر دود را هنگام پراکندگی آن جبران می‌کند

در برخی مکان‌ها مانند آتریوم‌ها یا زیر نورگیرها، نصب بیم‌ها در نزدیکی حداکثر فاصله مجاز زیر سقف ایمن‌تر است تا بتوانند لایه‌های دود طبقه‌بندی شده‌ای را که به سقف نمی‌رسند تشخیص دهند.

فاصله از سطوح عمودی

دتکتورها باید حداقل 0.5 متر فاصله از موارد زیر داشته باشند:

• نزدیک‌ترین دیوار عمودی؛
• هر سطح نصب‌شده روی سقف (مانند تیر یا کانال) که بیش از 10% از ارتفاع کل سقف به داخل فضا پیش‌آمدگی دارد؛
• هر سطح نصب‌شده روی کف که کمتر از 300 میلی‌متر به سقف نزدیک شده است

• فاصله افقی بیم دتکتورها
  در ارتفاع سقف، حداکثر فاصله افقی بین هر نقطه و بخشی از یک بیم باید ۷.۵ متر باشد

• همین محدودیت ۷.۵ متری برای دتکتورهای نقطه‌ای و دتکتورهای مکنده دود نیز اعمال می‌شود که این موضوع مزیت آشکاری برای بیم دتکتور در فضاهای بزرگ فراهم می‌کند، زیرا پوشش‌دهی بسیار کارآمدتری دارد.
  در مثال نشان داده شده برای یک سطح به مساحت ۱۲۶۰ متر مربع، ۲ بیم دتکتور کافی است، در حالی که ۱۲ دتکتور نقطه‌ای یا نقاط نمونه‌برداری مکنده مورد نیاز است
• بیم دتکتورهایی که در رأس سقف‌های شیب‌دار نصب می‌شوند، به دلیل اثر «هدایت‌کنندگی» سقف، می‌توانند مناطق افقی وسیع‌تری را پوشش دهند.
  فاصله را به ازای هر ۱ درجه شیب سقف، ۱٪ افزایش دهید تا حداکثر افزایش ۲۵٪ حاصل شود (که حداکثر فاصله ۹.۳۸ متر خواهد بود)

استفاده از تشخیص تکمیلی برای ساختمان‌هایی با سقف‌های بسیار بلند توصیه می‌شود. این کار می‌تواند تشخیص زودتر حریق را فراهم کند و از اثر لایه‌بندی جلوگیری نماید.

محدودیت‌های فاصله افقی در این حالت کمتر از فاصله در ارتفاع سقف است، زیرا در بالای حجم تحت حفاظت، سطحی وجود ندارد که از پراکندگی ستون دود جلوگیری کند.

چه ابزاری برای نصب آن نیاز دارید؟
دستورالعمل‌های نصب، تراز کردن و آزمایش بیم دتکتور اعلام حریق بسته به مدل و سازنده متفاوت است، بنابراین باید دستورالعمل‌های ارائه‌شده همراه با سیستم خود را دنبال کنید. با این حال، ابزارها و تجهیزات زیر هنگام نصب هر نوع سیستم تشخیص مفید هستند:

ابزارهای لازم برای نصب دتکتورها روی سازه ساختمان:
دریل، پیچ‌گوشتی چهارسو و دوسو و غیره.

کیت راه‌اندازی و آزمایش: این کیت از تأمین‌کننده شما قابل تهیه است و شامل تمام ابزارهای لازم برای آزمایش دتکتور در برابر حریق و خطا می‌باشد.

مولتی‌متر و سیم‌های آزمایش: برای بررسی منبع تغذیه ورودی هنگام عیب‌یابی.

بالابر قیچی‌شو یا سایر تجهیزات دسترسی در ارتفاع: برای نصب دتکتورها استفاده می‌شود. همچنین میله‌های دسترسی برای آزمایش دتکتورها پس از نصب مفید هستند، زیرا در وقت صرفه‌جویی کرده و از نیاز به کار در ارتفاع جلوگیری می‌کنند.

الزامات نگهداری برای بیم دتکتور اعلام حریق چیست؟
برای حفظ عملکرد دتکتورها، به صورت دوره‌ای مراحل زیر را انجام دهید (فاصله زمانی این کار بستگی به میزان تمیزی محیط عملکرد دارد):

۱. دتکتورها را از پنل کنترل سیستم اعلام حریق جدا کنید.
۲. اجزای نوری (فرستنده/گیرنده/بازتاب‌دهنده) را با یک پارچه نرم و بدون پرز تمیز کنید.
۳. دتکتورها را مجدداً تراز کنید تا از بهینه بودن سطح سیگنال اطمینان حاصل شود.
۴. دتکتورها را به پنل کنترل سیستم اعلام حریق متصل کنید.
۵. دتکتورها را آزمایش کنید (این معمولاً شامل مسدود کردن بیم در محل گیرنده است).

کجا می‌توان آن‌ها را نصب کرد؟
فاصله‌های طولانی و بدون مانع:
– انبارها
– آشیانه هواپیما
– ترمینال‌های فرودگاه
– مراکز ورزشی
– چاه‌های آسانسور

ساختمان‌های بلند
– تأسیسات تولیدی
– ترمینال‌های فرودگاه
– آشیانه‌های هواپیما
– کلیساها
– آتریوم‌ها

دسترسی محدود
– پایانه‌های حمل‌ونقل عمومی
– ترمینال‌های فرودگاه
– ساختمان‌های دولتی
– سایت‌های تولیدی

تعداد محدود دتکتورها قابل قبول است
– ملاحظات معماری (ساختمان‌های باستانی، سبک‌های مدرن مینیمالیستی)
– نصب روی سقف امکان‌پذیر نیست (آتریوم‌ها، سقف‌های شیشه‌ای)
– دفاتر با پلان باز
– تشخیص غیر ملموس و نامحسوس مطلوب است (نگارخانه‌های هنری، موزه‌ها، کتابخانه‌ها)

فضاهای انفجاری
– تجهیزات الکترونیکی می‌توانند در محفظه‌های ضد انفجار مهر و موم شوند.
– کنترلر سطح پایین در ناحیه‌ای ایمن و دور از محل خطر برای پایش سیستم قرار می‌گیرد.

آیا می‌دانستید؟
بیم دتکتورهای اعلام حریق تنها قادر به محافظت از فضاها به صورت افقی نیستند. این دتکتورها با موفقیت برای محافظت از نصب‌های عمودی مانند چاه‌های آسانسور نیز استفاده شده‌اند، جایی که تنها یک یا دو دتکتور برای محافظت از چندین طبقه نصب و نگهداری می‌شود، به جای تعداد بسیار بیشتری از دتکتورهای نقطه‌ای.

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.