Понимание пожарных и газовых систем повышает безопасность

Эдвард Наранхо, директор подразделения систем обнаружения пожара и газа Rosemount, Emerson

Хотя многие сотрудники перерабатывающих предприятий имеют некоторое представление о пожарных и газовых системах, сама природа этих систем – изолированных и отделенных от основного управления технологическим процессом и действующих только во время аварий – может заставить рабочих воспринимать их как нечто само собой разумеющееся. Подобно детектору дыма в доме, однажды установленная пожарная и газовая система может легко отойти на второй план. Когда рабочие знакомятся или заново знакомятся с критически важными функциями, выполняемыми пожарными и газовыми системами, это повышает общую безопасность.

Проектирование пожарных и газовых систем — это специализированная область, которая усложняется по мере того, как с годами развивались методы проектирования и обслуживания систем на протяжении их жизненного цикла. Многое изменилось с появлением предписывающих стандартов, разработанных Национальной ассоциацией противопожарной защиты, Европейским сообществом и совсем недавно Международной электротехнической комиссией (IEC) 61511 и Международным обществом автоматизации (ANSI/ISA) 84.00.01. Эти стандарты установили критерии оценки производительности инструментальных систем безопасности (SIS), основанные на характеристиках. Технический отчет TR84.00.07, разработанный рабочей группой по стандарту ISA 84, содержит рекомендации по проектированию пожарных и газовых систем в соответствии с IEC 61511.

Итак, что это за датчики, установленные рядом с резервуаром с аммиаком? Как они работают и что должно произойти, если выйдет релиз? Каков порядок действий в случае пожара? Вот несколько основных понятий, которые должен знать каждый.

Подобно базовому управлению технологическим процессом и SIS, пожарные и газовые системы используют датчики, подключенные к контроллеру (рис. 1), запрограммированному на выполнение задач по снижению опасности в ответ на обнаружение определенного состояния. Типичные опасности включают в себя несгораемые выбросы горючих или токсичных газов и жидкостей или наличие открытого огня, если был обнаружен источник возгорания.

Рисунок 1. Хотя датчик может быть единственной видимой частью, логика системы обнаружения пожара и газа может быть довольно сложной.

Действия по смягчению последствий варьируются в зависимости от характера, местоположения и серьезности обнаруженной опасности. При пожаре может быть несколько действий. Сюда входит подача предупредительных сигналов для персонала, выпуск огнетушащего вещества, перекрытие технологического потока, изоляция источника топлива и вентиляция оборудования. Все это может произойти одновременно для тушения пожара. В случае выброса токсичного газа может звучать сигнал тревоги, чтобы отогнать персонал в безопасные места сбора.

Эти функции должны выполняться без поддержки других систем, но они не существуют изолированно. Они часто интегрируются с системами SIS, аварийного отключения (ESD) и системами вентиляции, что расширяет возможности смягчения последствий инцидента за счет взаимодействия с этими другими системами.

Ответы отражают функциональную логику, полученную в результате исследований безопасности процесса и обобщенную в прозрачной и хорошо документированной матрице, связывающей причины со следствиями. Эти причинно-следственные диаграммы определяют функциональные требования к системе безопасности. Некоторые управляющие действия выполняются пожарной и газовой системой автономно, в то время как определенные внутренние отключения активируют другие только что упомянутые системы.

Датчики, используемые в пожарных и газовых системах, часто являются наименее изученным элементом, поскольку они не похожи на более привычные технологические приборы. Во-первых, они фиксируют то, что происходит в открытом космосе, а не внутри сосуда или трубы. Понимание того, как они обнаруживают опасный газ, жидкость или источник лучистой энергии, такой как огонь, требует усердия.

Большинство датчиков токсичных или легковоспламеняющихся газов являются точечными детекторами, что означает, что они контролируют строго локализованные условия. Кроме того, они зависят от того, какой целевой газ достигает датчика.

Датчик идентифицирует целевой газ либо потому, что газ реагирует с чем-то внутри датчика таким образом, что изменяет электрический сигнал (электрохимический) (рис. 2), либо целевой газ поглощает определенные длины волн инфракрасного (ИК) света. Когда газ проходит между источником и приемником ИК-излучения, изменение можно измерить. Точечные ИК-датчики могут иметь расстояние всего сантиметра-два между двумя элементами внутри одного корпуса.