مجموعه مهندسی اعلام و اطفاء حریق ایران

سیستم اعلام حریق | سیستم اطفاء حریق | سیستم F&G | اعلام حریق، اطفا حریق | اعلان حریق | دتکتور دودی | دتکتور حرارتی | دتکتور شعله | سیستم های اطفاء حریق FM200 | CO2 | اسپرینکلر و...

چهار شنبه, 03 22nd

آخزین بروزرسانی : شنبه, 18 Jul 2015 1pm

بررسی مزایا و معایب سیستم اطفاء حریق آیروسل نظیر پایروژن، استات ایکس، داینامیکو و ..

مقاله ای درباره آئروسل ها (ذره ای و متراکم نظیر پایروژن، استات ایکس، داینامیکو و .....) برای سیستم های اطفای حریق

هدف و دامنه:
هدف این مقاله ارائه اطلاعات پایه به افراد غیر متخصص که احتیاج به ارزیابی استفاده از سیستم های آئروسل در اطفاء حریق دارند می باشد که درباره مزایای آئروسل ها، محدودیت های ممکن، محدودیت های استفاده و معایب این نوع سیستم در مقایسه با سایر سیستم های اطفا بحث می کند. این مقاله به صورت نگاهی کلی است و ممکن است نتوان آن را به همه سیستم های اطفاء  یا محصولات توسعه داده شده آینده تعمیم داد. این گروه سمینارهایی از طرف تامین کنندگان و مجریان سیستم های اطفای حریق نظیر سیستم های اطفاء (Watermist) واترمیست، اطفاء CO2، هالوکربن (Halocarbon)، سیستم های اطفاء Inert Gas و محصولات آئروسل داشته است و هدف از تهیه این مقاله، مشاوره بیطرفانه و بدون درنظر گرفتن جنبه بازرگانی و بازاریابی این گونه محصولات می باشد.

مقدمه:
سیستم های اطفای حریق ذره ای آیروسل، حفاظت از حریق را برای اموال و دارایی ها بدون تاثیرگذاری منفی روی محیط تامین می کند. تعداد زیادی از سیستم های اطفای حریق موثر دیگری که از گاز و یا سایر تکنولوژی ها استفاده می کنند نیز وجود دارد. به طور کلی سیستم های اطفاء گازی برای کاربرد در جاهایی که تجهیزات الکترونیکی و کامپیوتری و ... وجود دارند و همچنین جاهایی که نیاز به اطفای سه بعدی و محافظت به طور کامل از تجهیزات و تابلوها وجود دارد، ترجیح داده می شود.
سیستم های آیروسل از سال 1990 شناخته شدند و تحت چندین برند و مدل توسط شرکت های مختلف عرضه می شدند. مبنای تکنولوژی این نوع سیستم اطفای حریق از روسیه بوده است جایی که برنامه های موشکی و راکتی سوخت جامد روسیه اجرا می شد. بعدها این نوع سیستم در انواع و مشتقات مختلف توسط تامین کنندگان متعدد وارد بازار شد و همچنین تغییرات دیگری نیز بر روی مفاهیم این نوع سیستم بر پایه تکنولوژی های متفاوت نظیر پایروتکنیک توسعه داده شدند.
ذرات آیروسل به طور کلی به صورت "داغ" بدون خنک کنندگی و یا "سرد" بصورت شیمیایی یا تکنولوژی خنک کنندگی ارجاع داده می شوند. نوع "داغ" آن معمولا دمای درون یک محفظه یا فضای بسته تا دمای ذوب آن، نظیر پلاستیک ها، حتی بدون حضور آتش بالا می برند. نوع "داغ" آیروسل ها به طور کلی مناسب استفاده در سیستم های اطفای حریق نمی باشند، بجز در کاربردهای خیلی خاص، به دلیل اینکه آنها با تخلیه حتی در صورت عدم حضور آتش می توانند منجر به صدمات جدی شوند. بنابراین درباره نوع "داغ" آیروسل ها در این مقاله دیگر بحثی نخواهد شد. نوع "سرد" آیروسل ها معمولا دمای درون محفظه و یا فضای بسته را آنقدری افزایش نمی دهند که منجر به صدمه شود ولی باید توجه داشت که دمای ذرات آیروسل خارج شده نزدیک نازل آیروسل و سطح ژنراتور آن اغلب از 200 °C درجه هم بالاتر می رود. ویژگیها و مشخصات حرارتی آیروسل ها بستگی به سازنده و اندازه آن دارد. ژنراتورهای آیروسل ها نباید برخلاف محدودیت های لیست شده تولید کنندگان آن نصب و استفاده گردد.

کاربردهای مناسب برای سیستم های اطفائ حریق با استفاده از ذرات آیروسل
مزیت اصلی آیروسل ها راندمان نسبی اطفائی آنها در وزن و حجم آیروسل مورد استفاده نسبت به محیط مورد اطفاء می باشد. این مشخصه آیروسل ها، آنها را قادر می سازد تا در کاربردهای مختلفی نظیر اتاقک موتور در وسایل نقلیه، جایی که با توجه به محدودیتهای وزنی و حجمی تنها تعداد کمی از سیستم های اطفای حریق موجود (البته اگر جهت استفاده در این نوع موارد، کاربردی و موجود باشند) قابل استفاده می باشند.

شرایط کلی استفاده از آیروسل ها
با توجه به مشخصه گرمایی ذرات آیروسل ها، نباید آنها را برای کاربردهایی فراتر از آنچه که در شرایط تست اصلی اخذ تاییدیه آن ذکر شده است به کار برد. به خصوص ارتفاع محیط مورد اطفاء نباید بیش از حد باشد و همچنین نباید در هیچ موردی تعمیم دادن تاثیر گذاری واحد های کوچکتر به واحدهای بزرگتر را پذیرفت.
در صورتی که سیستم آیروسل در کاربردی استفاده می شود که مشابه با شرایط تست نیست، کاربر باید بدون قید و شرط درخواست تست در مقیاس کامل از سیستم نصب شده را کند که در آن روشی اعمال می شود که توانایی خاموش در تمام سطوح را مورد بررسی قرار می دهد.
چنین تستی باید یک شرایط خطایی را شبیه سازی کند که یکی از واحدهای آیروسل موفق به فعال شدن نشوند. سیستم ها باید طوری مهندسی شوند که از عمل کردن سیستم اطمینان حاصل شود حتی اگر یکی از واحدهای آیروسل با خطا مواجه شده و در زمان اطفاء فعال نشوند. (ریداندانت بودن سیستم در صورت بروز یک خطا).
توجه: زمانی که استانداردهای مرتبط EN یا ISO صادر می شوند؛ جهت تست و نیازمندیها (نظیر نیازمندی های ریداندانت بودن) برای حصول اطمینان از سیستم های آیروسل، ممکن است قابل اعمال نباشند.

تاثیر مستقیم
در طول تخلیه آیروسل، گسترش حرارت ناشی از ذرات آیروسل آزاد شده، در صورتی که دریچه های اضافه فشار (این دریچه ها در صورت وجود اضافه فشار در محیط، باز شده و در طول اضافه فشار آن را تخلیه می کند و پس از آن به صورت اتوماتیک بسته می شوند) وجود نداشته باشد،  فشار مثبتی را در محیط ایجاد می کند.
آیروسل ها عمدتا ذرات ریز کربنات پتاسیم در اندازه های یک تا چند میکرون می باشند. سازگاری با محفظه (Enclosure) و محتویات محفظه آن باید در نظر گرفته شود.
در طول احتراق، شکل گیری ایروسل ممکن است در ترکیباتش ناشی از عوامل متعددی متغیر باشد.
این متغیرها (مواد اولیه) ترکیب آئروسل را تحت تاثیر قرار می دهد، اما آنها را به طور کلی باید در نظر گرفت که غلظتی از CO (مونواکسید کربن)، NOx  (اکسیدهای نیتروژن) و NH3 (آمونیاک) تولید می شوند.
همچنین این نکته را نیز باید مد نظر داشت که ذرات آیروسل خارج شده، در طول تخلیه ممکن است به سیستم های اعلام حریق مجاور صدمه بزند.

ملاحضات تهویه
تهویه باید متوقف گردد و یکپارچگی محل مورد اطفاء باید بصورت مناسب حفظ شود (دریچه و محفظه های خروج هوا بسته شده باشند). در صورتی که امکان توقف منبع تامین هوای محیط مورد اطفاء وجود نداشته باشد، سیستم آیروسل ممکن است برای استفاده در چنین کاربردی مناسب نباشد و یا ممکن است نیاز به مقدار بیشتری از آیروسل جهت انجام عملیات اطفاء به منظور جبران از دست رفتن مواد اطفایی ضروری باشد.

ملاحضات کیفیت سیستم
این تکنولوژی، هر چند امیدوار کننده برای برنامه های کاربردی خاص، هنوز هم نسبتا جدید است و تجربه کمی از قابلیت اطمینان و عملکرد طولانی مدت آن در دسترس است. در حال حاضر در بازار سیستم هایی ارائه می شوند که:
•    به طور موفق در یک محیط کوچک تست شده است و توسط نصابها برای استفاده در هر محیطی پیشنهاد می شود.
•     در شرایط غیر واقعی مورد آزمایش قرار گرفته است؛ به عنوان مثال برای خاموش کردن 30 g/m3 ، در صورتی که غلظت لازم در سناریوهای کاربردی واقعی، بزرگتر از 125 g/m3  می باشد.
•    برای اطفاء در غلظت مشخصی (به عنوان مثال 30 g/m3) تست شده است و پس از آن طراحی سیستم با توجه به غلظت مشابه این تست اعمال می شود و هیچگونه ضریب ایمنی ای برای یک کاربرد فراتر از شرایط تست ندارد.
•    نصب بدون در نظر گرفتن کنترل های مناسب، نظارت بر سیستم، هشدار و دستورالعمل های نصب در مورد اقدامات احتیاطی لازم در صورت تخلیه سیستم.
•    این گونه سیستم ها با توجه به هزینه های شارژ مجدد به ندرت در مقیاس کامل مورد آزمایش قرار گرفته اند.

استفاده و محدودیت ها

کاربردهای پیشنهادی (استفاده های ممکن):
سیستم های اطفاء حریق ذرات ایروسل در مکانهایی که تردد انسانی وجود ندارد نظیر موارد زیر می تواند مورد استفاده قرار گیرد:
•    اتاقک موتور خودرو (Vehicle engine rooms)
•    خطرات ناشی از فرایند مایعات هیدروکربنی (Process Liquid Hydrocarbon Risks)
•    فضاهای ماشین آلات (Machinery Spaces.)
•    تونل کابل (Cable Tunnels)

کاربردهای غیر پیشنهادی
•    محیط هایی که در آن تردد انسانی وجود دارند.
•    اتاق کامپیوتر (Computer rooms).
•    ذخیره سازی داده ها (Data storage).
•    اتاق تابلو (Switchgear).
با توجه به ریسک لایه بندی حرارتی (Stratification) که برای بیشتر ذرات آیروسل بسیار قابل ملاحظه می باشد، ارتفاع محل تست نباید از حد خاصی بالاتر باشد.

سرعت اطفاء
ذرات آیروسل حریق را به سرعت و بصورت کارامد اطفاء می کند. تخلیه این ذرات در محیط معمولا بسیار سریع و بین 2 تا 120 ثانیه صورت می پذیرد.

ایمنی برای افراد
برخی مطالعات نشان می دهند که در معرض غلظت های پایین ذرات آیروسل قرار گرفتن به مدت 10 دقیقه برای افراد کشنده نمی باشند. اما اغلب غلظت لازم برای عملیات اطفاء بسیار بیشتر از غلظت شرایط تست می باشد. از استفاده ذرات آیروسل در محیط هایی که تردد انسانی وجود دارد و یا در حالت عادی اشغال شده هستند باید خودداری شود.

در معرض قرار گرفتن بدون آتش
از ذرات آیروسل در محیط هایی که در حالت عادی تردد انسانی در آنها وجود دارد نباید استفاده کرد.

در معرض آتش قرار گرفتن
هیچ مقدار قابل توجهی از محصولات تجزیه ای وجود ندارد و بعید است که خطری در نتیجه خارج شدن آیروسل به بیرون از محیط مورد اطفاء وجود داشته باشد.

قابلیت دید در طول و بعد از تخلیه آیروسل
دید به طور قابل توجهی در هنگام تخلیه آیروسل کاهش می یابد و ممکن است فرار و تخلیه افراد را از محل اطفاء در طول و پس از تخلیه آیروسل دچار مشکل سازد.

تاثیرات زیست محیطی آیروسل
ذرات آیروسل به نظر نمی رسد که هیچ تاثیر زیست محیطی قابل توجهی داشته باشد. ODP (پتانسیل تخریب لایه اوزون) و GWP (پتانسیل گرمایی اتمسفر) آن صفر می باشد.

جمع بندی
صنعت حفاظت از حریق نگران این است که در حال حاضر سیستم های آیروسل عملا بدون استاندارد مناسبی استفاده می شوند و ممکن است برای بعضی از کاربردهایی نیز به کار گرفته شوند که مناسب آن کاربردها نیستند. تعداد نسبتا کمی از سیستم های نصب شده وجود دارد و تنها سالهای کمی تجربه از استفاده این سیستم ها وجود دارد. همچنین تجربه های منفی ای وجود دارد که در آن این گونه سیستم ها توسط تامین کنندگان فاقد صلاحیت نصب شده و نیز برای کاربردهایی استفاده شده که آیروسل مناسب آن کاربردها نبوده است.
ذرات آیروسل یک فناوری امیدوار کننده با تعدادی از برنامه های کاربردی مناسب می باشد. زمانی که آیروسل با در نظر گرفتن محدودیت های آن، و تجربه های عملی اعمال شده مورد استفاده قرار گیرند، یکی از بهترین سیستم ها می باشد که در برخی کاربردها که سیستم های دیگر کاربردی ندارند مورد استفاده واقع شده و بالاترین سطح ایمنی را برای آن کاربردها نسبت به سایر سیستم های اطفاء به ارمغان می آورد.

منبع:

http://www.eurofeu.org