سیستم های اطفای اتوماتیک با آیروسل پودری


  DSPA    Dry Sprinkler Powder Aerosol

دکتر رافی پایچوک

 

مقدمه

به نظر می رسد در سال های اخیر انواع آتش سوزی ها بیش از پیش به وقوع پیوسته که باعث تخریب و زیان های غیر قابل کنترلی گشته اند. تا کنون به نظر می رسید این آتش سوزی ها را می توان تنها با استفاده از حجم زیادی از آب های سطحی و همچنین آب های گرانب های شرب خاموش نمود. این امر غیر از مشکلات متعدد، باعث آلودگی های بسیار آب های سطحی و زیر زمینی شده و اتلاف منابع و خسارات مالی بسیاری را نیز در پی دارد. خاموش کننده های آیروسل بسیاری از این مسایل را حل می نمایند.

 

 

 

شکل 1- انواع بسته های آیروسل پودری DSPA

 

از دهه 1980 میلادی بسیاری از شرکت ها و موسسات اروپایی فعالیت های تحقیقاتی خود را در زمینه آیروسل های پودری (اسپرینکلر خشک با آیروسل پودری) جهت جایگزینی خاموش  کننده های هالوژنه آغاز نمودند. محدودیت خاموش کننده های هالوژنه از زمان امضای پروتکل مونترآل در سال 1987 آغاز گردید. در سال 2001 میلادی اولین دستورالعمل های این پروتکل به اجرا گذاشته شد که به طور مشخص به ممنوعیت استفاده از هالوژن ها در سال 2003 منجر گردید.

 آیروسل خشک (DSPA) همچون هالون ها به صورت حجمی عمل نموده و در فرآیند احتراق اثر می گذارد. این سیستم ها نه تنها باعث نوآوری و ساخت تجهیزات جدید برای آتش نشانان و لوازم نجات خانگی شد، بلکه سیستم های اطفای حریق ثابت در صنایع و کارخانجات را نیز دستخوش تغییر و تحولات نمود.

 

نحوه عملکرد DSPA

اسپرینکلر خشک با آیروسل پودری (DSPA) یا به عبارت مختصر آیروسل، از ذرات بسیار ریز ترکیبات پتاسیم تشکیل گردیده است. هنگامی کهDSPA توسط محرک های حرارتی یا الکتریکی تحریک می گردد این ذرات ریز از واحدهایDSPA  تفکیک و به محیط وارد می شوند. این ذرات جامد ریز و گازهای همراه (چون CO2  و N2 و بخار آب) با هم ترکیب و یک مخلوط خاموش کننده را به وجود می آورند، اما هنگام خروج این مواد از محفظه های آیروسل از جذب کننده های بزرگ حرارتی عبور کرده که باعث جذب بخش بزرگی از حرارت این مخلوط هنگام آزاد شدن از واحدهای DSPA می گردند.

 

 

 

 

شکل 2- ساختار و اجزای تشکیل دهنده DSPA

 

شکل 2  نشان دهنده یک واحد DSPA یا ژنراتور آیروسل است که عملکرد آن به شرح ذیل می باشد.

یک ژنراتور آیروسل متشکل از بخش های اصلی زیر است:

 

-         بدنه فلزی در برگیرنده مواد و محرک آنها

-         ترکیب جامد به وجود آورنده آیروسل

-         محرک یا چاشنی

-         خنک کننده یا جذب کننده حرارت

-         سایر اجزا: توری ها، جداکننده ها و جهت دهنده ها

 

هنگام تحریک ژنراتور آیروسل، ترکیب جامد به یک آیروسل در حال انبساط  سریع تبدیل می شود که دارای ذراتی در اندازه های چند میکرون است ( یک گرم از این ماده جامد حدود یک لیتر آیروسل تولید می کند). فشار مورد نیاز جهت خروج آیروسل از بدنه فلزی، از فرآیند تبدیل یک ماده جامد به آیروسل  ایجاد می شود. سپس آیروسل مذکور از یک فیلتر خنک کننده طبیعی می گذرد که درآن بخش اعظم انرژی حرارتی خود را از دست می دهد. فیلتر مذکور فاقد هرگونه ماده قابل احتراق و آتش زا است و هنگام عبور آیروسل ذوب نمی شود. همچنین مانعی جهت خروج آن ایجاد نمی کند تا باعث انفجار محفظه گردد.

ماده جامد به وجود آورنده آیروسل بسیار با ثبات و فاقد هرگونه مواد آتش زا است و نسبت به تغییرات درجه حرارت مقاوم بوده و دمای احتراق 300 درجه سلسیوس می باشد.

 

همانگونه که گفته شد تحریک DSPA می تواند از طرق حرارتی یا الکتریکی صورت گیرد. یک کابل حساس به حرارت از طریق ورودی ویژه به ماده جامد متصل می گردد. ادامه کابل مذکور در محیط بیرون واحد DSPA  قرار می گیرد تا در صورت تشخیص حرارت ناشی از حریق وارد عمل شده و با انتقال انرژی حرارتی به ماده جامد واحد DSPA را به کار اندازد.

کابل تحریک الکتریکی از طریق ورودی مربوطه به محرک یا چاشنی الکتریکی متصل می گردد. انرژی مورد نیاز جهت تبدیل ماده جامد به آیروسل ازطریق این ورودی تامین می گردد که به نوبه خود باعث احتراق یک عنصر حرارتی و ایجاد گرمای لازم جهت تحریک ماده جامد می گردد.

 

 

 

 

شکل 3- بسته های DSPA نصب شده برای حفاظت گالری کابل

 

 مبانی اطفای حریق DSPA

همانگونه که  می دانیم فرآیند یونیزاسیون عبارتست از دست دادن الکترون و یا به دست آوردن یون توسط اتم ها. ترکیبات پتاسیم نیازمند حداقل انرژی جهت یونیزاسیون هستند و میزان انرژی کمی به منظور جداسازی الکترون ها از اتم های آنها مورد نیاز است و این انرژی هنگام حریق به وفور در دسترس بوده در نتیجه مولفه انرژی حریق متناسب با جذب آن هنگام یونیزاسیون کاهش می یابد. در حین فرآیند اطفای حریق، یونیزاسیون اتم های پتاسیم را می توان از تغییر رنگ شعله ها به صورتی کم رنگ تشخیص داد.

 

همزمان با فرآیند احتراق، واکنش های خاص میان اتم ها و بخش هایی از مولکول های بی ثبات (رادیکال ها) با یک سرعت افزایشی به وقوع می پیوندد. این فرآیند به عنوان واکنش زنجیره ای رادیکال ها نامیده می شود. این فرآیند تا زمانی که محصولات نهایی و با ثبات احتراق چون CO2 و H2O و یاKOH ( هیدروکسید پتاسیم) تشکیل گردند، ادامه می یابد. در این مرحله است که واکنش زنجیره ای رادیکال ها متوقف و شعله خاموش می شود. با استفاده از DSPA شعله ها خاموش می شوند و برای مدتی هیچگونه احتراق مجددی نمی تواند به وقوع  پیوندد.

به واسطه کاهش دمای محیط توسط مواد فعالDSPA ، محیط از طرف مامورین آتش نشانی قابل دسترسی خواهد بود. در این وضعیت مامورین می توانند به طور موثر وارد عمل شده، مجروحین احتمالی را از صحنه خارج و از حریق مجدد جلوگیری کنند.

 

سیستم های اطفای حریق DSPA به طور ویژه برای مقابله با بازگشت حریق1 و به درون کشیدن هوا2 طراحی و ساخته شده اند. دسترسی به مکان هایی که در خطر این دو پدیده هستند، بسیار پر مخاطره است. سیستم های DSPA این ریسک را از بین برده و می توانند به خوبی در زیر زمین ها، فضاهای زیر شیروانی و یا در کشتی ها مورد استفاده قرار گیرند.

سیستم های مذکور هنگامی که دسترسی به منابع آب محدود است، راه حل بسیار ایده­آلی هستند. در واقع پس از به کار بردن DSPA می توان با مقادیر کمی آب با حریق احتمالی باقیمانده مبارزه کرد. این امر به نوبه خود از آلودگی و اتلاف مقادیر زیاد آب جلوگیری شده و در زمان مورد نیاز نیز صرفه جویی می گردد.

 

 

 

شکل 4-  DSPA نصب شده جهت حفاظت ترانس قدرت

 

 

  برخی مزایای سیستم های DSPA

 

-         غیر مخرب برای محیط زیست

 

  • پتانسیل تخریب لایه ازون (ODP) برابر صفر
  • پتانسیل گرمایش زمین (GWP) برابر صفر
  • طول عمر اتمسفری (ALT) برابر صفر

 

-         غیر مخرب برای تجهیزات

  • غیر فعال با رطوبت و غیر جاذب آن
  • غیر رسانا- بدون اثرات خورندگی- غیر سمی

 

-         صرفه جویی در حجم و وزن

  • مجموعه های DSPA دارای کوچکترین ابعاد و وزن در سیستم های اطفای حریق می باشند.

 

-         دارای تاییدیه های بین المللی

  • سیستم های آیروسل پودری دارای تاییدیه های متعدد از سازمان های بین المللی چون

 NFPA, RINA, ISO,UL/ULC

 

-         سادگی در نصب و راه اندازی

  • سیستم های DSPA با دارا بودن روش های مختلف عملکرد و تحریک به سادگی نصب،
     سیم‎بندی و راه اندازی می گردند.

 

-         عدم نیاز به سیلندرهای پر فشار یا شبکه لوله کشی آب یا گاز

  • تجهیزات DSPA دارای بسته بندی خود نگهدار و فشار صفر،  بسیار سبک و ایمن برای حمل و نقل بوده و نیازی به شبکه لوله کشی و نازل ندارند.

 

-         سیستم های مستقل

  • واحدهای DSPA قابلیت اتصال به ورودی های خارجی چون حسگرهای حرارتی (LHD) و توانایی انتخاب ورودی و فرمان به عملکرد را دارند؛ لذا می توانند به عنوان یک واحد مستقل عمل کنند.

 

برخی کاربردهای سیستم های DSPA

 

-         مخابرات / پردازش اطلاعات

  • رایانه ها و مراکز داده ها و سایت های رایانه ای
  • مراکز سرور
  • ایستگاه های مخابراتی رادیویی
  • ایستگاه های پخش تلویزیون

 

-         حمل و نقل

  • کامیون ها- اتومبیل ها و اتوبوس ها
  • قطارها و لوکوموتیوها
  • کشتی ها و هواپیماها

 

-         انبارهای نگهداری

  • انبارها و مخازن نگهداری مواد
  • آرشیوها و کتابخانه ها

 

-         تاسیسات انرژی و برق

  • ترانسفورماتورها و پست های برق
  • نیروگاه ها و پست های مربوطه
  • تابلوهای برق فشار قوی و متوسط
  • ایستگاه های اندازه گیری و کنترل

 

-         نیروگاه ها و تولید انرژی

  • نیروگاه های برق بادی
  • مراکز تولید برق بدون قطع (UPS)
  • توربین های نیروگاه ها
  • سیستم های تولید برق غیر متمرکز

 

در بخش دوم این مقاله در خصوص جزییات بیشتر عملکرد سیستم های آیروسل پودری و همچنین نحوه محاسبات و طراحی سیستم های متناظر آن بحث خواهد شد.

 

 ***

 

1- Flashover

2- Backdraft

 

خبرنامه

اطلاعات تماسی

تلفن : ۰۲۱۲۲۹۲۴۹۸۷

ایمیل :‌ info [@] safetymmesage [dot] com

درباره پیام ایمنی

فعاليت سايت پیام ایمنی از سال 1382 همزمان با انتشار نشریه پیام ایمنی آغاز گرديد. هدف ما از طراحی اين سايت، ايجاد مرجعی کامل و كارآمد از موضوعات ایمنی، بهداشت، محیط‏ زیست و آتش‏ نشانی، به منظور رفع نياز محققين و علاقمندان در كشور است.


طراحی سایت و طراحی گرافیک توسط استودیو طراحی حاشیه