Table of Contents
تمثل محطات التجهيز الكيميائية واحدا من أكثر البيئات طلبا لهندسة حماية الحرائق، وتقارب المركبات العضوية المتقلبة، والغبارات المعدنية القابلة للاحتراق، والسائل القابل للاشتعال، والعمليات ذات الطاقة العالية، وتخلق صورة مخاطرة حيث لا تكون نظم الرش التقليدية غير فعالة فحسب، بل تؤدي في كثير من الأحيان إلى نتائج عكسية خطيرة، إذ أن استخدام المياه في حرائق معدنية تفاعلية أو في سياق قابل للاشتعال الكيميائيات السائلة يمكن أن يؤدي إلى انتشار مادة الاختراق.
التحديات الوحيدة التي تواجه قمع الحرائق في البيئات الكيميائية
وقبل تقييم تكنولوجيات محددة، من الضروري فهم المخاطر المحددة التي تميز المصنع الكيميائي عن مرفق تجاري أو صناعي نموذجي، وهذه المخاطر تفرض بشكل مباشر نوع نظام القمع الذي يمكن نشره بأمان وفعالية.
المواد المشعة والمحتوية على طلاءات
وتصنف مواد كثيرة تعالج في النباتات الكيميائية على أنها من الفئة باء (السائل القابل للاشتعال) أو الفئة دال (الفلزات القابلة للاحتراق) وبالتالي فإن استخدام المياه لفصل باء من حرائق السائل، مثل تسرب المذيبات أو الهيدروكربونات، يمكن أن يؤدي إلى تسرب الوقود ونشر النار على منطقة أكبر، والمواد الكيميائية ذات التأثير المائي، مثل معادن الكحلة (السوديوم، والبوتسودريوم المعدني، والمسحوقات الكئيبة.
3 - مقاييس لجوائز الحرائق
وعلى عكس المستودع الموحد، فإن المصانع الكيميائية تُميز عمليات التصفيق المعقدة، وأعمدة المفاعل الرأسي، والهياكل المتعددة المستويات، ويمكن أن تحدث الحرائق عند ارتفاع جسر الأنابيب، داخل سفينة محصورة، أو كشعلة متجمعة تحت عمود تفكك، ويطرح هذا المقياس الجيولوجي الثلاثي الأبعاد تحديا كبيرا للكشف والقمع، ويجب أن يكون الوكيل قادرا على الوصول إلى هذه الأماكن المعقدة، سواء من خلال تطبيقات الفوقية الكاملة (فيض).
مخاطر العمليات العالية الطاقة
وكثيرا ما تعمل العمليات الكيميائية في درجات حرارة وضغوط مرتفعة، وهذه الظروف تزيد من إمكانية حرائق الطائرات، ومركبات العجلات (التفجيرات السائلة للخنازير)، والنيران الوميضية، ويجب أن يكون نظام القمع المنتشر في منطقة عالية الضغط قويا بما يكفي لمعالجة سرعة حريق الطائرات، ويجب أن يدمج دون هوادة مع نظم وقف إطلاق الصواريخ في حالات الطوارئ، وكشف بعض مصادر الوقود.
كثافة التنظيم والامتثال
(أ) أن تكون معايير السلامة والصحة التراكمية ([الرمز الاستراتيجي]) (الرمز رقم 69)
تكنولوجيات قمع الأعمال الأساسية من أجل سلامة العمليات
وتشمل الترسانة الحديثة لحماية الحرائق للمصانع الكيميائية عدة تكنولوجيات متخصصة، تكون كل منها مناسبة لمخاطر محددة وقيود تشغيلية، وكثيرا ما تنطوي استراتيجية شاملة على مزيج من هذه النظم، مصممة لتلبية الاحتياجات الفريدة لمختلف المناطق داخل المرفق.
نظيفة العميلة (جوس)
أما بالنسبة لحماية الضوابط الإلكترونية الحساسة، وأجهزة الكشف عن الاضطرابات، والمناطق التي لا يمكن فيها التسامح بشأن البقايا، فإن العوامل النظيفة هي تكنولوجيا حجر الأساس، وتشمل هذه العوامل تركيزات مركبات الكربون الهيدروفلورية مثل FM-200 وفلوروكتونات مثل Novec 1230 Fluid ، وهي عوامل تُخلّف أساساً من خلال أهداف ثابتة تتعلق بحجم المواد.
نظم مائية
وعندما يتم تطبيق المياه بشكل صحيح، فإنها تمثل عاملاً بالغ الفعالية في الإطفاء، حيث أن نظم غسيل المياه العالية الضغط توفر طريقة متطورة للتطبيق تتغلب على العديد من مخاطر الرش التقليدي، ومن خلال إجبار المياه عن طريق الألغاز السائلة المتميزة التي تتعرض لضغوط شديدة، فإن تصميم الغازات الوعرة يستوعب بسرعة ويزيل الأكسجين في واجهة اللهب، ويعني حجم الانقطاع الصغير أن المياه تنتشر بشكل أقل من حيث
نظم قمع الفوامات الكيميائية
أما بالنسبة للتخزين السائل القابل للاشتعال في مزارع الصهاريج ومناطق العمليات، فإن الرغاوي لا تزال المعيار الصناعي، وتعتمد آلية القمع على بطانية رغاوي مستقرة تخنق النيران وتقمع البخار وتفصل الوقود عن الأكسيد، وتتطور تركيزات الرغاوي الحديثة إلى حد كبير لمعالجة مخاطر كيميائية محددة.
Inert Gas Systems
إن نتروجين، وأرغون، ونظم ثاني أكسيد الكربون تطفؤ الحرائق عن طريق خفض تركيز الأوكسجين في حجم محمية دون المستوى اللازم لاستدامة الاحتراق، وهذه النظم الشاملة للفيضانات هي مثالية للأماكن غير المأهولة مثل الغرف الكهربائية، والأنفاق الكابلية، وأجهزة جمع الغبار، وقبوات التخزين الكبيرة، كما أن هناك ميزة كبيرة من وجود غازات غير مأمونة هي عدم وجود أي نظم للتحكم في البيئة تكون أقل من حيث القدرة على استنفاد الأوزون، ومع ذلك.
دوست وميتال حماية النار
فالعمليات التي تُعالج مواد صلبة تمثل مجموعة فريدة من مخاطر الحريق والتفجيرات، إذ أن الانفجار الأولي داخل مجمع الغبار أو مطحنات التراب المتراكم، مما يؤدي إلى انفجار ثانوي مدمر، وتستعمل نظم قمع الحرق المزودة بأجهزة أشعة مكبرة عالية السرعة أو أجهزة استشعار للضغط لكشف انكماش مبدئي.
استراتيجية حماية الحرائق الآلية
ولا يشكل اختيار المعدات إلا جزءا من الحل، إذ تتطلب الحماية الفعالة من الحرائق هندسة دقيقة لضمان تكامل النظام تماما مع هيكل عمليات المرفق وسلامته.
تصميم قائم على المخاطر مع شركة HAZOP و LOPA
وتبدأ عملية التصميم بتقييم مخاطر صارم، يجري عادة باستخدام منهجية HAZOP (Hazard and Operability) وهذا الاستعراض المنهجي يحدد سيناريوهات الحريق المحتملة وأسبابها الناشئة وعواقبها المحتملة، ومن ثم فإن منهجية تحليل معامل الحماية يمكن أن تُصنف الحد من المخاطر التي توفرها كل طبقة حماية مستقلة، بما في ذلك نظام وقف إطلاق النار، وهذا النهج القائم على المخاطر يضمن زيادة عدد السيناريوهات غير الضرورية، ويعالج مسألة الاختراق.
النمذجة الحاسبية للغاز الفلوري
في التجميلات المعقده التي تُستخدم في النباتات الكيميائية، الحسابات الهيدروليكية البسيطة غير كافية لضمان توزيع العناصر بشكل كاف، وقد أصبح نموذج الديوكسينات المميتة أداة قياسية للتحقق من أن العوامل النظيفة، أو الضباب في الماء، أو الغازات الخاملة ستصل فعلياً إلى جميع مناطق الحجم المحمي، ويمكن للمهندسين تحفيز سيناريوهات مختلفة، بما في ذلك حرائق الانسكابات الأسوأ، وظروف الريح (للنظم الخارجية)، وآثار التوأمة على التوأمة.
التكامل مع نظم مراقبة العمليات
نظام القمع الحديث لا يمكن أن يعمل بمعزل عنه يجب أن يكون مدمجاً بالكامل مع نظام التحكم في التوزيع في المرفق، ونظام إغلاق الطوارئ، وشبكة الإنذار بالطلقات النارية، وتوثيق مصفوفة رسمية "سبب التأثير" للتسلسل الدقيق للإجراءات: عند الكشف، يجب أن يُشير النظام إلى أن دائرة الأمن الوطني تقوم بعزل مصادر الوقود الجديدة، وأجهزة التهوية المغلقة، وتفعيل أجهزة الإنذار المرئية والمسموعة، ثم منع حدوث الضرر.
التأهب التشغيلي: الصيانة والتدريب
ونظام قمع الحرائق هو أصل أساسي للسلامة يمكن أن يجلس مهاجرا لسنوات قبل الحاجة إليه، ويتطلب تحقيق أداء موثوق به على مدى تلك الفترة التقيد الصارم بمواعيد الصيانة والتدريب الشامل للموظفين.
وتُكلَّف بالتفتيش والاختبار المنتظمين بالمعايير المنطبقة من قبل الرابطة الوطنية للتضامن الوطني (مثلاً، رقم 25 للنظم القائمة على المياه، ورقم NFPA 2001 بالنسبة للوكلاء النظيف)، ويشمل ذلك قياسات النسيج أو التحقق من قياس الضغط، والتحقق من سلامة الأنابيب، وإجراء محاكاة للتصريف الوظيفي.() وتُعد إدارة التصويب شاغلاً محدداً في البيئات الكيميائية، حيث يمكن للملوثات الآلية أن تُخْصِّلُ.
ويجب تدريب مشغلي النباتات والمستجيبين لحالات الطوارئ تدريباً شاملاً على قدرات وقيود النظم المركبة، ويشمل ذلك إجراءات لوضع نظام في مركز " التجاوز " أو " القفل " للسماح بالعمل الساخن، وفهم الظروف التي يكون فيها الإجهاض اليدوي مناسباً، والقيام بعملية سليمة بعد تفريغه، وينطوي برنامج رسمي للوقف على العمل، أو على وضع تدابير معززة للرصد المؤقت.
مستقبل قمع الحرائق في التجهيز الكيميائي
إن مسار تكنولوجيا حماية الحرائق هو نحو نظم أذكى وأكثر تكاملا وأكثر استدامة، فالرصد المستمر لمستويات العوامل، والنزاهة، والظروف البيئية أصبح ممكنا الآن من خلال منابر الإنترنت الصناعية للأشياء (اللوت) ويمكن للمحللين الافتراضيين التنبؤ بتدهور أو فشل النظام المحتمل، والانتقال من نشاط مبرمج، ونشط إلى استراتيجية استباقية قائمة على الظروف.
إن اختيار نظام لقمع الحرائق هو أحد أكثر القرارات الهندسية التي اتخذت خلال دورة حياة مصنع كيميائي، وهو يؤثر مباشرة على سلامة الأفراد، واستمرارية الإنتاج، وحماية المجتمع المحيط، ولا يمكن أن يؤدي الانتقال إلى ما هو أكثر الأساليب التقليدية القائمة على أساس كل أنواع المياه، وأن يبرز حلولا مبتكرة صارمة - من العوامل النظيفة، والأرغاء الخالية من الفلور - إلى سوء فهم متطور في مجال المياه، وإلى جعل مستويات القدرة على التكيف مع مخاطر التفجيرات أكثر ملاءمة.