화재 및 가스 시스템을 이해하면 안전성이 향상됩니다.

작성자: Edward Naranjo, Rosemount 화재 및 가스 감지 시스템 이사, Emerson

많은 공정 공장 직원이 화재 및 가스 시스템에 대해 어느 정도 이해하고 있지만 기본 공정 제어와 분리되어 사고 발생 시에만 작동하는 이러한 시스템의 특성으로 인해 작업자는 이를 당연하게 여길 수 있습니다. 집에 있는 연기 감지기와 마찬가지로 화재 및 가스 시스템은 일단 설치되면 쉽게 배경 속으로 사라질 수 있습니다. 작업자가 화재 및 가스 시스템이 제공하는 중요한 역할을 익히거나 다시 익히면 전반적인 안전이 향상됩니다.

화재 및 가스 시스템 엔지니어링은 수명주기 전반에 걸쳐 시스템을 설계하고 유지 관리하는 관행이 수년에 걸쳐 발전함에 따라 더욱 복잡해진 전문 분야입니다. National Fire Protection Association, European Community, 그리고 가장 최근에는 International Electrotechnical Commission(IEC) 61511 및 International Society of Automation(ANSI/ISA) 84.00.01에서 개발한 규정 표준의 출현으로 많은 변화가 있었습니다. 이러한 표준은 안전 계장 시스템(SIS)의 성능을 평가하기 위한 성능 기반 기준을 확립했습니다. ISA 84 실무 그룹에서 개발된 기술 보고서 ​​TR84.00.07은 IEC 61511에 따라 화재 및 가스 시스템을 설계할 수 있는 방법에 대한 지침을 제공합니다.

그렇다면 암모니아 탱크 옆에 장착된 센서는 무엇입니까? 어떻게 작동하며, 출시되면 어떻게 됩니까? 불이 나면 절차는 어떻게 되나요? 다음은 모두가 알아야 할 몇 가지 기본 개념입니다.

기본 프로세스 제어 및 SIS와 마찬가지로 화재 및 가스 시스템은 특정 조건 감지에 대응하여 위험을 완화하는 작업을 실행하도록 프로그래밍된 컨트롤러(그림 1)에 연결된 센서를 사용합니다. 일반적인 위험에는 가연성 또는 독성 가스와 액체가 점화되지 않은 상태로 방출되거나 발화원이 발견된 경우 화염이 존재하는 경우가 포함됩니다.

그림 1: 센서가 유일하게 눈에 보이는 부분일 수 있지만 화재 및 가스 감지 시스템 논리는 상당히 복잡할 수 있습니다.

완화 조치는 감지된 위험의 특성, 위치 및 심각도에 따라 다릅니다. 화재의 경우 여러 가지 조치가 있을 수 있습니다. 여기에는 직원에 대한 경고 경보 울리기, 소화제 방출, 공정 흐름 차단, 연료원 격리 및 장비 환기가 포함됩니다. 이 모든 일은 화재를 진압하기 위해 동시에 일어날 수 있습니다. 독성 가스가 방출되는 경우 경보가 울려 직원을 안전한 집결 지역으로 데려갈 수 있습니다.

이러한 기능은 다른 시스템의 지원 없이 수행될 수 있어야 하지만, 고립되어 존재하지는 않습니다. 이는 SIS, 비상 정지(ESD) 및 환기 시스템 제어와 자주 통합되어 이러한 다른 시스템과 연계하여 사고를 완화하는 기능을 확장합니다.

응답은 프로세스 안전 연구에서 생성된 기능 논리를 반영하고 원인과 결과를 연결하는 투명하고 잘 문서화된 매트릭스로 요약됩니다. 이러한 원인 및 결과 다이어그램은 안전 시스템의 기능 요구 사항을 지정합니다. 일부 제어 작업은 화재 및 가스 시스템에 의해 자동으로 실행되는 반면 특정 내부 트립은 방금 언급한 다른 시스템을 활성화합니다.

화재 및 가스 시스템에 사용되는 센서는 익숙한 프로세스 장비와 다르기 때문에 가장 이해하기 어려운 요소인 경우가 많습니다. 우선, 용기나 파이프 내부가 아닌 열린 공간에서 무슨 일이 일어나고 있는지 감지합니다. 위험한 가스, 액체 또는 화재와 같은 복사 에너지원을 감지하는 방법을 이해하려면 부지런함이 필요합니다.

대부분의 독성 또는 가연성 가스 센서는 지점 감지기입니다. 즉, 고도로 국지적인 조건을 모니터링합니다. 또한 센서에 도달하는 대상 가스에 따라 달라집니다.

가스가 전기 신호(전기화학)를 변경하는 방식으로 센서 내부의 물질과 반응하거나(그림 2) 대상 가스가 적외선(IR) 빛의 특정 파장을 흡수하기 때문에 센서는 대상 가스를 식별합니다. 가스가 IR 소스와 수신기 사이를 통과할 때 변화를 측정할 수 있습니다. IR 포인트 센서는 단일 인클로저 내부의 두 요소 사이에 1~2cm만 있을 수 있습니다.