سیستم های اطفاء حریق نقش اساسی در حفاظت از جان انسان ها، تجهیزات و زیرساخت های حیاتی ایفا می کنند. در میان روش های مختلف، سیستم دی اکسید کربن ثابت یکی از قدیمی ترین، کار آمد ترین و پر کاربرد ترین فناوری ها برای مهار آتش سوزی در محیط های صنعتی و حساس است.
این سیستم با آزاد سازی گاز CO2 در حجم مشخص، اکسیژن محیط را کاهش داده و شرایط احتراق را از بین می برد. به دلیل ماهیت غیر رسانا و عدم آسیب به تجهیزات الکترونیکی، سیستم دی اکسید کربن گزینه ای ایده آل برای اتاق های برق، موتورخانه ها، توربین ها، صنایع نفت و گاز و بسیاری از فضا های بسته به شمار می رود.
نحوه عملکرد سیستم دی اکسید کربن ثابت
اصول کار این سیستم بر پایه جایگزینی و رقیق سازی اکسیژن در محیط است. برای ادامه آتش سوزی وجود سه عامل ضروری است: حرارت، سوخت و اکسیژن. با حذف اکسیژن، چرخه احتراق متوقف می شود.
- تشخیص حریق: دتکتور های دود یا حرارت وقوع آتش را تشخیص می دهند.
- فعال سازی سیستم: سیگنال به سیستم کنترل ارسال شده و شیر های سیلندر های CO2 باز می شوند.
- آزاد سازی گاز: گاز با فشار بالا از طریق لوله ها و نازل ها وارد محیط می شود.
- کاهش اکسیژن: غلظت اکسیژن از ۲۱٪ به حدود ۱۵٪ یا کمتر کاهش یافته و امکان ادامه آتش از بین می رود.
- مهار و خاموشی: پس از چند ثانیه، شعله ها خاموش و دمای محیط کاهش می یابد.
اجزای اصلی و انواع سیستم دی اکسید کربن ثابت
سیستم دی اکسید کربن ثابت دارای اجزای متفاوتی می باشد که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم.
- سیلندر های CO2: این سیلندر ها تحت فشار بالا گاز دی اکسید کربن را ذخیره می کنند. تعداد و حجم آن ها متناسب با ابعاد محیط طراحی می شود.
- شیر ها و شیر برقی: کنترل خروج گاز از سیلندر ها توسط شیر ها انجام می شود. این شیر ها می توانند دستی یا اتوماتیک باشند.
- شبکه لوله کشی: گاز از سیلندر ها به محیط مورد نظر منتقل می شود. لوله ها باید مقاوم در برابر فشار بالا و خوردگی باشند.
- نازل های تخلیه: این نازل ها گاز را به طور یکنواخت در محیط پخش می کنند. طراحی نازل اهمیت زیادی در کارایی سیستم دارد.
- سیستم کنترل و اعلام حریق: دتکتور ها و کنترل پنل وظیفه تشخیص و فعال سازی سیستم را بر عهده دارند.
- تجهیزات ایمنی جانبی: مانند آژیر هشدار، چراغ های هشدار و تأخیر زمانی برای خروج افراد قبل از تخلیه گاز.
انواع سیستم دی اکسید کربن ثابت
خود سیستم دی اکسید کربن ثابت هم نیز نوع های مختلفی دارد. سیستم های CO2 ثابت به دو دسته اصلی تقسیم می شوند که هر کدام ویژگی ها، کاربرد ها و محدودیت های خاص خود را دارند. انتخاب نوع سیستم باید بر اساس شرایط محیطی، نوع آتش سوزی های محتمل و نیاز های ایمنی صورت بگیرد.
1. سیستم سیل کامل ( Total Flooding System )
در این روش، گاز CO2 در کل محیط بسته تخلیه می شود. برای اجرای صحیح، محیط باید کاملاً آب بندی شود تا گاز در فضا باقی بماند و غلظت اکسیژن را به حدی کاهش دهد که آتش خاموش شود.
مزایا:
- خاموشی سریع در کل محیط.
- پوشش کامل حتی برای آتش های پنهان یا در نقاطی که دسترسی دشوار است.
- مناسب برای محیط هایی مثل دیتاسنتر ها، اتاق های برق، توربین ها و موتورخانه ها.
معایب:
- خطر جدی برای افراد حاضر در محیط.
- نیاز به هزینه بالای آب بندی.
- مصرف بیشتر گاز نسبت به سیستم های موضعی.
2. سیستم موضعی ( Local Application System )
در این سیستم، گاز فقط در اطراف منبع آتش تخلیه می شود، نه در کل محیط. به عنوان مثال، در اطراف یک ماشین آلات بزرگ یا یک توربین مشخص.
مزایا:
- صرفه جویی در مصرف گاز و کاهش هزینه ها.
- خطر کمتر برای افراد حاضر در محیط نسبت به سیل کامل.
- مناسب برای تجهیزات خاص و محیط های نیمه باز.
معایب:
- پوشش محدود تر نسبت به سیل کامل.
- در صورت گسترش سریع آتش ممکن است کارایی کاهش یابد.
کاربرد سیستم دی اکسید کربن ثابت
سیستم CO2 کاربرد های گسترده ای در صنایع مختلف دارد و به دلیل ویژگی های خاص خود در مکان هایی استفاده می شود که سایر سیستم های اطفاء مانند آب یا فوم مناسب نیستند.
- اتاق های سرور و دیتاسنتر ها: در این محیط ها وجود آب یا پودر می تواند آسیب جبران ناپذیری به تجهیزات وارد کند. CO2 به دلیل غیر رسانا بودن و عدم ایجاد باقی مانده، بهترین انتخاب است.
- موتورخانه ها و توربین ها: موتورخانه ها دارای حجم زیادی از سوخت و روغن هستند که خطر انفجار و آتش سوزی در آن ها بالا است. سیستم CO2 می تواند به سرعت این نوع حریق ها را خاموش کند.
- صنایع نفت و گاز: در پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و سکو های نفتی خطر آتش سوزی ناشی از مواد اشتعال زا همیشه وجود دارد. CO2 با توانایی مهار سریع شعله ها، یکی از مطمئن ترین سیستم ها در این صنایع است.
- کارخانه های صنعتی: ماشین آلات بزرگ مانند کوره ها، پرس ها و دستگاه های برش فلزی با خطر آتش سوزی همراه هستند. سیستم CO2 به صورت موضعی یا سیل کامل می تواند از آن ها حفاظت کند.
- انبار های مواد شیمیایی: برخی مواد شیمیایی با آب واکنش نشان می دهند و استفاده از سیستم های مبتنی بر آب خطرناک است. CO2 گزینه ای ایمن برای این شرایط محسوب می شود.
- کشتی ها و ناوگان دریایی: سیستم های CO2 ثابت در کشتی ها به ویژه برای موتورخانه ها و اتاق های فنی استاندارد شده اند. این سیستم ها حتی در شرایط دریا عملکرد بسیار خوبی دارند.
مزایا و محدودیت های سیستم دی اکسید کربن ثابت
بسته به نوع و کاربرد سیستم دی اکسید کربن ثابت، مزیت های زیادی دارد.
- خاموشی سریع: در چند ثانیه آتش مهار می شود.
- عدم باقی ماندن مواد اضافی: نیازی به پاک سازی پس از عملیات نیست.
- مناسب برای تجهیزات حساس: چون غیر رسانا و غیر خورنده است.
- قابلیت استفاده گسترده: از اتاق های کوچک تا صنایع عظیم.
- دوام تجهیزات: سیلندر ها و شبکه لوله کشی عمر طولانی دارند.
- مقرون به صرفه بودن در بلند مدت: با وجود هزینه اولیه بالا، نگهداری و عملکرد طولانی مدت باعث صرفه جویی می شود.
محدودیت ها و چالش های سیستم CO2
علاوه بر مزیت های زیاد سیستم دی اکسید کربن ثابت، وجود محدودیت ها را هم نمی توان نادیده گرفت.
- خطر جانی: کاهش اکسیژن می تواند در عرض چند ثانیه افراد را بیهوش کند.
- نیاز به آب بندی کامل: کوچک ترین درز باعث خروج گاز و کاهش کارایی می شود.
- هزینه بالا: تجهیزات تحت فشار و نصب حرفه ای هزینه بر هستند.
- کارایی محدود در محیط های باز: در فضا های باز گاز به سرعت پراکنده می شود.
- نیاز به آموزش ویژه: کارکنان باید نحوه تخلیه سریع محیط و استفاده از سیستم را بدانند.
نصب و نگهداری سیستم دی اکسید کربن ثابت
لازمه داشتن یک سیستم خوب، رعایت کردن نکاتی برای نصب و جلو گیری از اشتباهات احتمالی است.
مراحل نصب
برای نصب سیستم دی اکسید کربن ثابت باید نکات زیر را در خاطر داشته باشید.
- طراحی بر اساس استاندارد ها: استفاده از NFPA 12 برای محاسبه دقیق حجم گاز.
- جا نمایی صحیح سیلندر ها: در مکان امن و در دسترس.
- اجرای شبکه لوله کشی مقاوم: با قابلیت تحمل فشار بالا.
- تست کامل سیستم: بررسی فشار، نشتی و زمان تخلیه.
- اتصال به سیستم هشدار: برای تخلیه ایمن افراد پیش از آزاد سازی گاز.
نگهداری دوره ای
رعایت نکات زیر برای نگهداری اصولی سیستم دی اکسید کربن ثابت لازم است تا این سیستم عمر سالم و طولانی داشته باشد.
- بازرسی ماهانه فشار سیلندر ها.
- تست سالیانه شبیه سازی عملکرد.
- تعویض سیلندر ها در صورت کاهش فشار.
- بررسی سلامت شیر ها و نازل ها.
- آموزش مستمر پرسنل.
اشتباهات رایج در استفاده از سیستم CO2
برخی با انجام دادن اشتباهاتی که در ادامه لیست شده، عمر و سلامت سیستم دی اکسید کربن خود را به خطر میاندازند. در نتیجه این اشتباهات را در خاطر بسپرید و از آن ها جلوگیری کنید.
- نصب سیستم بدون آب بندی کامل محیط.
- بی توجهی به نصب آژیر هشدار و چراغ تخلیه.
- استفاده بدون آموزش کافی و ایجاد خطر جانی.
- عدم سرویس به موقع سیلندر ها و کاهش فشار.
- جا نمایی اشتباه نازل ها و توزیع نا متعادل گاز.
سوالات متداول درباره سیستم دی اکسید کربن ثابت
- آیا سیستم CO2 برای انسان خطرناک است؟
بله. این سیستم با کاهش اکسیژن می تواند در چند ثانیه باعث بیهوشی یا حتی مرگ شود. به همین دلیل همیشه باید پیش از تخلیه، هشدار صوتی و نوری فعال شود. - آیا CO2 به تجهیزات آسیب می زند؟
خیر. CO2 غیر رسانا و غیر خورنده است و آسیبی به تجهیزات الکترونیکی وارد نمی کند. - هزینه نصب این سیستم چقدر است؟
هزینه به متراژ محیط، تعداد سیلندر ها و نوع طراحی بستگی دارد. به طور کلی از اسپرینکلر یا پودر بیشتر اما از سیستم های گازی پیشرفته تر مانند FM200 ارزان تر است. - آیا برای همه محیط ها مناسب است؟
خیر. این سیستم بیشتر برای محیط های بسته یا نیمه بسته مناسب است و در فضا های باز کارایی ندارد. - سرویس و نگهداری چگونه انجام می شود؟
سیلندر ها باید ماهانه بازدید، سالانه تست عملی و در صورت نیاز تعویض شوند. همچنین آموزش پرسنل برای کار با این سیستم الزامی است.
سخن پایانی سهند ارتباط راجع به سیستم دی اکسید کربن ثابت
سیستم دی اکسید کربن ثابت به دلیل سرعت بالا در اطفاء، عدم باقی ماندن مواد اضافی و مناسب بودن برای تجهیزات حساس، یکی از محبوب ترین و مطمئن ترین سیستم های اطفاء حریق در جهان است. این سیستم به ویژه برای صنایع نفت و گاز، موتورخانه ها، اتاق های برق و سرور ها کارایی بالایی دارد.
اما در کنار تمام مزایا، باید به محدودیت ها و خطرات آن، خصوصاً برای انسان ها، توجه شود. طراحی اصولی، نگهداری منظم و آموزش پرسنل کلید بهره برداری ایمن از این سیستم هستند.
شرکت سهند ارتباط در مشهد با تجربه در طراحی و اجرای سیستم های اطفاء حریق، آماده ارائه خدمات تخصصی در زمینه سیستم های CO2 ثابت برای صنایع و ساختمان ها است.