سیستم تشخیص حریق و گاز (F&G System)

تاریخ انتشار : 2025/05/18

سیستم تشخیص حریق و گاز چیست؟

سیستم تشخیص حریق و گاز (Fire and Gas Detection System) نوعی سیستم ایمنی است که برای شناسایی حضور گازهای قابل اشتعال یا سمی، همچنین دود یا شعله طراحی شده است تا از وقوع آتش‌سوزی، انفجار یا سایر حوادث خطرناک در تأسیسات صنعتی یا انواع دیگر ساختمان‌ها جلوگیری کند.

این سیستم معمولاً از شبکه‌ای از حسگرها و دتکتورها تشکیل شده است که به‌صورت استراتژیک در نقاط مختلف یک تأسیسات نصب می‌شوند تا حضور گازهای خطرناک یا دود را پایش کنند. این حسگرها می‌توانند برای شناسایی طیف گسترده‌ای از گازها از جمله متان، پروپان، هیدروژن، و مونوکسید کربن طراحی شوند.

زمانی که یک حسگر وجود گاز یا دود را تشخیص می‌دهد، سیگنالی به یک پنل کنترل مرکزی ارسال می‌کند. این پنل می‌تواند هشدار را فعال کند، تجهیزات را خاموش کرده یا سایر اقدامات ایمنی را برای جلوگیری از یک فاجعه احتمالی به کار گیرد.

سیستم‌های تشخیص حریق و گاز برای حفظ محیط کاری ایمن در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی و تولیدی که احتمال وقوع آتش‌سوزی و انفجار در آن‌ها بالاست، ضروری هستند. همچنین در ساختمان‌های عمومی و منازل مسکونی نیز برای اطمینان از ایمنی ساکنین مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این سیستم سیگنال‌های دریافتی از دکمه آتش، دود، حریق، گاز قابل اشتعال و گازهای سمی در محل کارخانه شیمیایی را جمع‌آوری می‌کند و از طریق خروجی منطقی نرم‌افزاری، چراغ‌های هشدار، زنگ‌های خطر و شیرهای آب‌پاش، شیرهای فوم و شیرهای ورودی هوای تازه سیستم تهویه را کنترل می‌کند.

 

 

سیستم حریق و گاز (F&G) به‌صورت آنلاین و مستمر از طریق تجهیزات مختلف نصب‌شده در محل، وضعیت را نظارت می‌کند، حریق‌ها و شرایط پنهان احتمالی آتش را به موقع شناسایی می‌کند و اقدام‌های قاطع برای کنترل وقوع و گسترش بیشتر آتش انجام می‌دهد تا هدف حفاظت از پرسنل و تأسیسات را محقق سازد.

در شرایط عادی، سیستم حریق و گاز به سیستم پخش متصل است. هنگامی که آتشی رخ دهد، سیستم پخش فوراً زنگ هشدار آتش را فعال کرده و سامانه وارد برنامه اضطراری حریق می‌شود. این وضعیت اضطراری می‌تواند از طریق ایستگاه کاری سیستم حریق و گاز یا رابط DCS، موقعیت حریق را تشخیص دهد و تیم‌های جستجو و اطفای حریق را سریعاً به محل هدایت کند تا آتش را خاموش کنند.

همزمان، سیستم حریق و گاز معمولاً به سیستم خاموشی اضطراری(ESD) مرتبط است. در صورت بروز حریق، سیستم خاموشی اضطراری مطابق با سطح هشدار سیستم حریق و گاز، فرمان توقف صادر می‌کند تا اطمینان حاصل شود که حادثه تحت کنترل قرار می‌گیرد.

 

اجزای سیستم تشخیص حریق و گاز

اجزای یک سیستم تشخیص حریق و گاز معمولاً شامل موارد زیر است:

1. حسگرها و دتکتورها:
   این‌ها اجزای اصلی سیستم هستند که وظیفه شناسایی حضور گازهای قابل اشتعال یا سمی، دود یا شعله را بر عهده دارند. انواع مختلفی از حسگرها و دتکتورها برای شناسایی خطرات مختلف استفاده می‌شود.
2. کنترل پنل (Control Panel):
   کنترل پنل  مغز سیستم محسوب می‌شود و وظیفه دریافت و پردازش سیگنال‌ها از حسگرها و دتکتورها را دارد. در صورت شناسایی خطر، این پنل آلارم‌ها، سیگنال‌های هشداردهنده و اقدامات ایمنی مناسب را فعال می‌کند.
3. آلارم‌ها و دستگاه‌های هشداردهنده:
   این تجهیزات برای هشدار دادن به کارکنان در مورد خطر احتمالی طراحی شده‌اند. شامل آژیرها، چراغ‌های چشمک‌زن و سایر سیگنال‌های صوتی یا تصویری هستند که برای جلب توجه فوری طراحی شده‌اند.
4. اقدامات ایمنی:
   بسته به نوع خطری که شناسایی می‌شود، سیستم ممکن است به‌گونه‌ای طراحی شده باشد که اقدامات ایمنی مانند خاموش کردن تجهیزات، بستن شیرها یا فعال‌سازی سیستم‌های اطفاء حریق را انجام دهد.
5. دستگاه‌های ارتباطی:
   ممکن است در سیستم دستگاه‌هایی برای اطلاع‌رسانی به مراجع خارج از سازمان یا تیم‌های اضطراری در صورت بروز حادثه تعبیه شده باشد.
6. منبع تغذیه:
   سیستم نیاز به منبع تغذیه‌ای مطمئن دارد تا در همه زمان‌ها—even در زمان قطع برق—قابل‌عملیات باقی بماند. منابع تغذیه پشتیبان مانند باتری یا ژنراتور معمولاً برای تضمین تداوم عملکرد سیستم استفاده می‌شوند.

تمام این اجزا با همکاری یکدیگر، حضور خطرات احتمالی را تشخیص داده و واکنش مناسبی را برای جلوگیری از آتش‌سوزی، انفجار و سایر رویدادهای خطرناک انجام می‌دهند.

 

نحوه عملکرد سیستم تشخیص حریق و گاز

سیستم تشخیص حریق و گاز معمولاً با پایش مستمر محیط اطراف به‌منظور شناسایی حضور گازهای قابل اشتعال یا سمی، دود یا شعله کار می‌کند. مراحل کلی عملکرد این سیستم به شرح زیر است:

1. تشخیص گاز و دود:
   سیستم با استفاده از شبکه‌ای از حسگرها و دتکتورها، وجود گاز یا دود را شناسایی می‌کند. این حسگرها می‌توانند برای شناسایی انواع مختلفی از گازها مانند متان، پروپان، هیدروژن و مونوکسید کربن طراحی شوند.
2. پردازش سیگنال:
   زمانی که حسگرها حضور گاز یا دود را شناسایی می‌کنند، سیگنالی به پنل کنترل مرکزی ارسال می‌شود. این پنل سیگنال را پردازش کرده و سطح خطر را ارزیابی می‌کند.
3. فعال‌سازی آلارم:
   اگر سطح خطر از آستانه از پیش تعیین‌شده فراتر رود، پنل کنترل آلارم‌های صوتی یا تصویری را برای هشدار به کارکنان فعال می‌کند. این هشدار می‌تواند شامل چراغ چشمک‌زن، آژیر یا سایر تجهیزات هشداردهنده باشد.
4. اقدامات ایمنی:
   بسته به شدت خطر، سیستم ممکن است اقدامات ایمنی مانند خاموش‌سازی تجهیزات، بستن شیرها یا فعال‌سازی سیستم‌های اطفاء حریق را انجام دهد.
5. اطلاع‌رسانی:
   سیستم ممکن است به‌گونه‌ای طراحی شده باشد که در صورت بروز حادثه، مراجع یا تیم‌های اضطراری خارجی را نیز مطلع سازد.
6. نگهداری:
   نگهداری منظم سیستم برای اطمینان از عملکرد مؤثر آن بسیار ضروری است. این کار می‌تواند شامل آزمایش‌های دوره‌ای، کالیبراسیون، و تعویض حسگرها و دتکتورها باشد.

کاربردهای سیستم‌های تشخیص حریق و گاز

سیستم‌های تشخیص حریق و گاز در محیط‌هایی که خطر آتش‌سوزی یا نشت گاز وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از مکان‌های رایج عبارت‌اند از:

• کارخانه‌های صنعتی:
  مانند پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی و نیروگاه‌ها برای شناسایی گازهای قابل اشتعال و بخارات خطرناک و هشدار به کارکنان در مورد خطرات آتش‌سوزی.
• ساختمان‌های تجاری:
  مانند ساختمان‌های اداری، مراکز خرید و هتل‌ها برای شناسایی و هشدار در برابر خطرات آتش‌سوزی.
• سیستم‌های حمل‌ونقل:
  مانند فرودگاه‌ها، ایستگاه‌های قطار و مترو برای شناسایی خطرات آتش‌سوزی یا نشت گاز و واکنش به موقع.
• ساختمان‌های مسکونی:
  مانند آپارتمان‌ها و مجتمع‌های مسکونی برای شناسایی و هشدار در مورد نشت گاز یا آتش‌سوزی به ساکنان.

به‌طور کلی، سیستم‌های تشخیص حریق و گاز در هر محیطی که خطر آتش‌سوزی یا نشت گاز وجود داشته باشد و شناسایی زودهنگام برای حفاظت از جان و مال حیاتی باشد، استفاده می‌شوند.

انواع دتکتورها در سیستم‌های تشخیص حریق و گاز

انواع مختلفی از دتکتورها در این سیستم‌ها به کار می‌روند. متداول‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• دتکتورهای دود:
  این دتکتورها ذرات دود موجود در هوا را شناسایی می‌کنند و معمولاً در مکان‌هایی با خطر آتش‌سوزی مانند آشپزخانه‌ها، اتاق‌های نشیمن و اتاق‌خواب‌ها استفاده می‌شوند.
• دتکتورهای حرارتی:
  این دتکتورها تغییرات دما را شناسایی می‌کنند و اغلب در مکان‌هایی به‌کار می‌روند که استفاده از دتکتورهای دود مناسب نیست، مانند آشپزخانه‌ها یا مکان‌هایی با گرد و غبار یا بخار زیاد.
• دتکتورهای گاز:
  این دتکتورها حضور گاز در هوا را تشخیص می‌دهند و در مکان‌هایی که احتمال نشت گاز وجود دارد، مانند کارخانه‌ها، پالایشگاه‌ها و آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

دتکتور شعله (Flame Detectors):
این دتکتورها حضور شعله را تشخیص می‌دهند و معمولاً در مناطق با ریسک بالا مانند پالایشگاه‌ها یا تأسیسات نفت و گاز استفاده می‌شوند.

دتکتور مونوکسید کربن:
این دتکتورها وجود گاز مونوکسید کربن را که بی‌بو و بی‌رنگ اما بسیار خطرناک و مرگبار است، تشخیص می‌دهند. غالباً در ساختمان‌های مسکونی برای شناسایی نشت مونوکسید کربن از وسایل معیوب یا سیستم‌های گرمایشی نصب می‌شوند.

دتکتورهای فرابنفش/مادون قرمز (UV/IR):
این دتکتورها شعله‌های نامرئی را از طریق تشخیص تابش‌های فرابنفش و مادون قرمز ناشی از شعله شناسایی می‌کنند. آن‌ها معمولاً در مکان‌هایی با ریسک بالای آتش‌سوزی مانند تأسیسات نفت و گاز یا کارخانه‌های شیمیایی استفاده می‌شوند.

انتخاب نوع دتکتور:
نوع دتکتور مورد استفاده در یک سیستم تشخیص حریق و گاز بستگی به کاربرد خاص و نوع خطری دارد که باید شناسایی شود.

سیستم تشخیص حریق و گاز در صنعت نفت و گاز

سیستم تشخیص حریق و گاز (Fire and Gas Detection System – FGDS) یکی از اجزای حیاتی ایمنی در صنعت نفت و گاز است. این سیستم برای شناسایی و هشدار به کارکنان در مورد حضور گازهای قابل اشتعال یا سمی و همچنین آتش‌سوزی‌ها قبل از بروز خسارات به افراد، تجهیزات یا محیط زیست طراحی شده است.

این سیستم معمولاً شامل حسگرها، پنل‌های کنترل، دستگاه‌های هشداردهنده و سامانه‌های ارتباطی می‌باشد. حسگرها در مکان‌هایی که خطرات بالقوه ممکن است رخ دهند—مانند نزدیکی تجهیزات تولید حرارت یا محل‌های ذخیره و فرآوری مواد خطرناک—به‌صورت استراتژیک نصب می‌شوند.

حسگرها محیط را به‌طور مداوم پایش می‌کنند و در صورت تشخیص شرایط خطرناک، پنل کنترل با ارسال هشدارهای صوتی و تصویری، پرسنل را مطلع می‌سازد. در برخی موارد، سیستم می‌تواند به‌صورت خودکار اقدامات ایمنی نظیر خاموش‌سازی تجهیزات یا فعال‌سازی سیستم‌های اطفاء حریق را انجام دهد.

در صنعت نفت و گاز، به‌دلیل ریسک بالای آتش‌سوزی و نشت گاز که در فرآیند استخراج، فرآوری و انتقال نفت و گاز وجود دارد، استفاده از FGDS بسیار ضروری است. اجرای یک سیستم FGDS مطمئن و مؤثر برای حفظ ایمنی کارکنان، محافظت از محیط زیست و جلوگیری از آسیب تجهیزات یا توقف عملیات، اهمیت حیاتی دارد.

طراحی سیستم تشخیص حریق و گاز در صنعت نفت و گاز

استاندارد NFPA 715 به‌عنوان راهنمای طراحی سیستم‌های تشخیص حریق و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. طراحی یک سیستم FGDS مؤثر شامل چندین ملاحظه کلیدی برای شناسایی و کنترل خطرات است. برخی از نکات مهم طراحی عبارت‌اند از:

1. شناسایی خطرات (Hazard Identification):
   اولین گام در طراحی سیستم FGDS، شناسایی خطرات بالقوه در تاسیسات است. این شامل شناسایی منابع احتمالی آتش‌سوزی و نشت گاز و همچنین تعیین نوع گازهای موجود می‌باشد.

2. انتخاب و جانمایی حسگرها (Sensor Selection and Placement):
   نوع و محل نصب حسگرها از عوامل حیاتی در شناسایی به‌موقع خطرات محسوب می‌شود. حسگرها باید در مکان‌هایی نصب شوند که احتمال وقوع نشت گاز یا آتش‌سوزی بیشتر است؛ مانند نزدیکی تجهیزات تولید حرارت یا محل‌هایی که مواد خطرناک در آن‌ها ذخیره یا فرآوری می‌شوند.
   انتخاب فناوری مناسب حسگر نیز بسیار مهم است تا دقت شناسایی بالا باشد و هشدارهای اشتباه (False Alarms) به حداقل برسد.

5. افزونه‌سازی سیستم (System Redundancy):
   افزونه‌سازی برای اطمینان از تداوم عملکرد سیستم حتی در صورت خرابی یک یا چند حسگر یا مؤلفه دیگر، ضروری است. این هدف از طریق نصب چندین حسگر در مناطق بحرانی، استفاده از منابع تغذیه پشتیبان و فراهم کردن مسیرهای ارتباطی پشتیبان قابل دستیابی است.
6. ادغام با سایر سیستم‌های ایمنی (Integration with Other Safety Systems):
   سیستم تشخیص حریق و گاز (FGDS) باید با سایر سیستم‌های ایمنی مانند سیستم‌های خاموش‌سازی اضطراری (ESD) و سیستم‌های اطفاء حریق یکپارچه شود تا یک راه‌حل ایمنی جامع و کارآمد فراهم گردد.
7. نگهداری و آزمایش (Maintenance and Testing):
   نگهداری و آزمایش منظم برای اطمینان از عملکرد مؤثر سیستم تشخیص حریق و گاز (FGDS) ضروری است. این اقدامات شامل کالیبراسیون دوره‌ای حسگرها، تست سیستم‌های هشداردهنده و انجام مانورهای منظم برای آشنایی کارکنان با عملکرد و نحوه استفاده از سیستم می‌باشد.

 

استانداردهای طراحی سیستم تشخیص حریق و گاز

چندین استاندارد معتبر برای طراحی سیستم‌های FGDS در صنعت نفت و گاز وجود دارد. این استانداردها دستورالعمل‌هایی برای طراحی، نصب و نگهداری سیستم‌ها ارائه می‌دهند تا اطمینان حاصل شود که این سیستم‌ها در شناسایی و کنترل خطرات مؤثر و قابل اعتماد هستند. از جمله مهم‌ترین این استانداردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. NFPA 72 (کد ملی آلارم و سیگنالینگ حریق):
   راهنمایی برای طراحی، نصب، تست و نگهداری سیستم‌های اعلام حریق، از جمله سیستم‌های FGDS فراهم می‌کند.
2. API RP 14C:
   دستورالعمل پیشنهادی برای تحلیل، طراحی، نصب و آزمایش سیستم‌های ایمنی سطحی پایه برای سکوهای تولید فراساحلی. این استاندارد شامل راهکارهایی برای طراحی و نصب سیستم‌های FGDS در سکوهای دریایی است.
3. IEC 61511 (ایمنی عملکردی – سیستم‌های ابزار دقیق ایمنی در صنایع فرآیندی):
   یک استاندارد بین‌المللی که دستورالعمل‌هایی برای طراحی، پیاده‌سازی و نگهداری سیستم‌های ابزار دقیق ایمنی از جمله FGDS در صنایع فرآیندی ارائه می‌دهد.
4. ISA TR84.00.07:
   گزارش فنی درباره ارزیابی سیستم‌های تشخیص آتش، گازهای قابل اشتعال و بخارات سمی. این راهنما به بررسی عملکرد و مطابقت سیستم‌های FGDS با الزامات شناسایی و کاهش خطرات می‌پردازد.
5. EN 54-27:
   استاندارد اروپایی برای دتکتورهای نقطه‌ای حریق که از حسگر دود به‌همراه حسگر مونوکسید کربن (CO) یا حسگر حرارتی استفاده می‌کنند. این استاندارد شامل الزامات، روش‌های آزمون و معیارهای عملکرد برای این نوع دتکتورها است.

جمع‌بندی نهایی:
رعایت استانداردهای طراحی، نصب و نگهداری سیستم‌های تشخیص حریق و گاز (FGDS) نقش حیاتی در تضمین ایمنی افراد، تجهیزات و محیط زیست دارد. پیروی از استانداردهای بین‌المللی و فنی ذکر شده، باعث افزایش قابلیت اطمینان سیستم و کاهش ریسک‌های صنعتی می‌شود. طراحی سیستم تشخیص حریق و گاز در صنعت نفت و گاز نیازمند بررسی دقیق تمامی خطرات بالقوه و به‌کارگیری فناوری‌های مناسب به همراه تدابیر افزونه‌سازی (redundancy) است تا از شناسایی به‌موقع و کاهش مؤثر خطرات اطمینان حاصل شود.