IFEA Brann- gass og nødavstengningssystemer

Transkript

1 IFEA Brann- gass og nødavstengningssystemer Trondheim April 2012 Autronica Fire and Security AS ID:

2 Deteksjonsprinsipper Flammedeteksjon Markedskrav Deteksjonsprinsipper Detektor typer (UV, UV/IR, IR, multi-ir) Fordeler/ulemper Bruksområder

3 IEC SIL Standard SIL 1,2,3 what does it mean What is low demand What is high demand Flame and Gas Detection defined as low demand Probability of a failure in the system X

4 IEC SIL Standard Probability to detection failure Proven in use Software evaluation Fault injection Service requirements No evaluation of detection capability

5 DNV / MED Flame requires performance to EN-54/10 Flame detection 2 fuels N-heptane Methanol with 10% toluene Gas requires performance to EN Gas defined by manufacture Methane minimum Requires an approved gas controller

6 How Do We Fill In The Gaps Understand what the certified product provide Understand what they do not provide Use additional performance information related to defined hazards Use mapping for flame and gas detectors Service requirements Minimizes unknowns or risks

7 Layers of Protection Gas Detection - First layer of protection Open Path Gas Detection - Second layer of protection Flame Detection - Last layer of protection

8 Brannutvikling i 4 faser TIMER 0-1 timer 0-30 min 0-10 min RØYK DETEKTOR MULTISENSOR VARME- DETEKTOR SPRINKLER OPTISK Synlig røyk Flammer Intens og høy temperatur

9 BRANN produsere forbrenningsprodukter... Overføres til omgivelsene Som.. Eller i form av stoffer... Ledning Stråling Ikke flyktige Flyktige Lyd Varme UV IR Sot Aske Synlig H 2 O (gass) CO, CO 2 Synlig røyk (klorider) ikke-synlig røyk (aerosoler)

10 Electro-Magnetic Spectrum

11 Flame Detectors AutroFlame X33AF AutroFlame X52AF UV/IR AutroFlame X98AF SFIR AutroFlame X22AF (UV)

12 Understanding Optical Flame Detectors Sense radiant energy from an open flame Provide different performance capabilities depending on technology type and spectral emissions of the fire. Provide varying levels of nuisance alarm rejection capability depending on the technology 12

13 Forhold som reduserer følsomhet Røyk, støv og smuss Olje & fett Silikon-baserte rensemidler Vanlig glass Plastfilm Vann/is/damp UV absorber UV absorber UV absorber UV absorber UV absorber IR absorber

14 Kan forårsake uønskede alarmer: Sveising (sveiseflamme & gass) Metall sliping Høyspenning, lysbue Elektriske motorer, armaturer Backfire fra forbrenningsmotor Lyn Røntgen, kjernefysisk stråling Varme turbiner, reaktorer, kokere Flare, direkte lys og refleksjoner UV UV UV UV UV UV UV IR Alle

15 UV teknologi Fordeler/Sterke sider God respons - hydrokarbon, hydrogen, & svovel brann Meget rask/lav responstid (<10 millisekunder) Immun mot sollys Begrensninger Slår ut på sveising på lang avstand Kan slå ut på lyn, røntgen, gnister/lysbue Noen stoffer vil, i fordampet tilstand, absorbere UV lys

16 Single IR teknologi Fordeler/Sterke sider Immun mot optisk forurensing som olje, smuss og støv Ufølsom for sveising, lyn, røntgen, gnister/lysbuer, og sollys Kort responstid, under 30 millisekunder for enkelte modeller Begrensninger Uegnet for ikke-karbon baserte branner. Påvirkes av fuktighet og is Modeller uten intelligent filtrering kan reagere på modulerte infrarød stråling (Varme overflater)

17 UV/IR teknologi Fordeler/Sterke sider: Praktisk talt ingen falske alarmer God responstid (i størrelsesorden 0.5 sek.) Enkelte modeller har forvarsel utgang for alarm fra bare-uv & bare-ir Begrensninger Ikke anbefalt for ikke-karbon branner. Noen stoffer vil, i fordampet tilstand, absorbere UV lys

18 Multi-spectrum IR teknologi (3xIR) Fordeler/Sterke sider Best immunitet mot falske alarmer (sveising, lyn, røntgen stråling, gnister/lysbuer, og sollys) Overlegent dekningsområde Lavest pris dersom dekningsområde tas i betraktning (trenger færre detektorer) Raskere enn andre IR detektorer Begrensninger Dekningsområde kan se mer en den bør (!) Kan være uegnet for ikke-karbon baserte branner

19 Stort utvalg vanskelig å velge? Thorn Spectrex Fire Sentry Sierra Monitors Omniguard General Monitors Dräger Micropack Sieger Searchline AutroFlame

20 CCTV flammedeteksjon Digital signalprosessering og software algoritmer benyttes for å tolke og behandle et live video signal. Software er i stand til å skille ut ekte branner. Systemet administreres vha. en monitorløsning i kontrollrommet. Operatøren kan i en krisesituasjon raskt identifisere risikoområdet og gjøre vurderinger ut i fra live video. Størst nytte i områder som normalt ikke er bemannet. Vil totalt sett ikke kunne konkurrere med en ren flammedetektor i forhold til deteksjon.

21 CCTV flammedeteksjon Fordeler/Sterke sider Live video i kontrollrommet til god hjelp for beslutningstaker Skal ikke gi uønsket alarm pga. bakgrunnsstråling, CO2 utslipp eller elektrosveising Påvirkes i liten grad av vann Begrensninger Ingen respons til usynlige branner som Metanol og Hydrogen Dårlig responstid (typisk 10 sekunder eller mer) Gir kun respons til lyse branner

22 CCTV flammedeteksjon CCTV som tillegg til flammedeteksjon (CCTV/IR3) En ren flammedetektor vil totalt sett gi bedre deteksjon enn en kamerabasert detektor. Det er ofte ønskelig med video som et supplement, spesielt i ubemannede områder. Flere produsenter tilbyr nå kamera i tilknytning til tradisjonell flammedetektor. Et slikt kamera har gjerne samme synsvinkel som flammedetektoren for å gjenspeile best mulig hva detektoren selv ser.

23 Hazard Assessment/Detector Selection Each detector provides different performance capabilities Identify and Record Project performance requirements: All fuel type(s) Fire size(s) that must be detected Detection distance (range) required Required speed of response All nuisance radiation sources Environmental conditions Call supplier for help on special or unusual hazards detection

24 Detection Performance Standards Only Factory Mutual Research (FMR) approves Flame Detector Performance in USA ULC certifies Flame Detector Performance in Canada German VDS, Russian VNIIPO, and Polish CNBOP certify Flame Detector Performance in Europe Canadian Standards Association (CSA) and CENELEC only certify electrical safety and hazardous location compliance

25 FM 3260 Performance Requirements Four test units required Detection range confirmed to n-heptane Response time less than 30 seconds Field of View - 50% minimum range required at off-axis Resistance to some false alarm sources x 100% Flame detection distance here must be at least 50% of center axis (best) detection distance for a given fire (fuel) type... x x 50% 0%

26 Cone of Vision - Dekningsområde

27 Traditional Detector Cone of Vision Conically-shaped area extending from detector optics Center axis provides highest sensitivity Detection range depends on detector & fuel type Optimum protection leaves no gaps in COV layout Adjustable using swivel mount

28 Dekningsområde varierer med prinsipp og fabrikat 210 feet 210 feet 50 feet 25 feet Multispectrum IR UV/IR

29 Multi-spectrum Multispectrum 1 Multispectrum UV/IR Single IR1 85 Other UV/IR 60 UV/IR 1 Single IR 1 Multispectrum 2 UV/IR 1 COV Test data for 1 * 1 gasoline fire

30 Multispectrum1 100 Multispectrum2 100 COV Test data for 30 tall Methane Fire

31 Intelligent signalbehandling Tar hensyn til flamme og varme signaturer Undertrykker støy Ser CO2 spike gjennom bakgrunnsstøy Miljøtilpasning Arktiske områder krever oppvarmet optikk Materialvalg er viktig på litt sikt No Fire Alarm Fire Alarm!

32 Thermal & Flame Signatures Heated solids & liquids provide continuous spectral distribution curve Flames & electrical discharges provide narrow distribution characteristic of molecule type

33 Flames Visible Differences Burning Characteristics Hydrogen Invisible to pale yellow Alcohol Invisible to blue/yellow Methane Yellow to blue Heptane Yellow Aluminum white 33

34 Flame Spectral Signature 34

35 Verktøy for idriftsettelse

36 Traditional F&G system design AutroSafe PLS Standard Loop Units Gas detection panel Gas detection panel Gas detection panel Fire detection panel Flame detection panel Fire detection panel AutroPoint EX Loop Units AutroFlame Third party detectors Third party detectors Simrad AutroPath Pulsar Kide Fenwal Analaser II

37 AutroSafe version 4 Detection System 37

38 Flame Detection for Gas Turbine Enclosures Utfordringer: Høy temperatur temperaturen inne i kapslingen kan overstige 75 C Oljetåke og røyk smøreolje kan legge seg på kapslingen og være kilde til eventuelle ulmebranner. UV og UV/IR detektorer reduserer sitt dekningsområde når olje legger seg på sensor vinduet, samt når røyk er tilstede Bedre egnet med IR detektorer. Begrenset synsfelt Flammedetektorene må ha fritt synsfelt inn mot dekningsområde for å se en brann. Hindringer må tas i betraktning i forhold til plassering av detektor.

39 Flame Detection for Gas Turbine Enclosures

40 Flame Detection for Tank Farms Utfordringer: Deteksjon av mange forskjellige fuel typer Deteksjonsområde, rekkevidde

41 Flame Detection for Tank Farms