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Cómo lograr un sistema óptico de detección de llama de alto rendimiento

Deteccion-de-llama

Los detectores ópticos de llama detectan la energía radiante de una llama abierta empleando sensores infrarrojos, visibles y / o ultravioleta, generalmente en una combinación de procesamiento de señales dentro de un solo instrumento de detección. El diseño y la instalación de los sistemas ópticos de detección de llamas brindan una detección temprana y rápida de un evento de ignición y, posteriormente, ejecutan acciones de mitigación automáticas y notificaciones de alarma a personas y sistemas potencialmente afectados por la alarma de incendio.

Para lograr un sistema de detección de llamas de alto rendimiento, los ingenieros de aplicaciones comienzan con una evaluación detallada de los peligros del área a proteger y seleccionan la tecnología de detección de detección de llamas óptima para que coincida con la firma de emisión de energía radiante que se espera de los materiales inflamables a detectar. Dado que los diferentes combustibles emiten espectros de llama únicos, no todos los detectores pueden detectar las llamas por igual. Además, la presencia de contaminantes ópticos y fuentes de energía radiantes que no sean de incendio dentro de las zonas monitoreadas puede tener un impacto significativo en el rendimiento de ciertas tecnologías de detección y ubicaciones de instalación. En algunos casos, se

Los clientes tienen una variedad de tecnologías de detección de llama óptica fija para elegir. Los tipos más comunes son los detectores de llamas de infrarrojo multiespectro (MSIR) y de ultravioleta / infrarrojo (UV / IR) (Fig. 1). Los detectores MSIR utilizan sensores infrarrojos múltiples que monitorean diferentes frecuencias espectrales para la detección de incendios de hidrocarburos. Los detectores MSIR ofrecen un campo de visión extendido óptimo para monitoreo de áreas extensas y son una buena opción donde el mantenimiento es limitado. Sin embargo, pueden ser cegados por el hielo de agua y la nieve. Se recomienda tener cuidado en aplicaciones al aire libre. Los detectores de UV / IR utilizan un solo sensor de UV e IR y realizan la votación por ‘AND gate’ para detectar la mayoría de los incendios de hidrocarburos y algunos incendios que no son de hidrocarburos. Proporcionan una respuesta de alarma rápida y una pre-alarma opcional de solo UV es útil en aplicaciones de pintura electrostática y transformadores.

Se recomienda siempre confirmar la detección de combustible / llama antes de especificar un detector de llama óptico y buscar informes de pruebas de rendimiento certificados para confirmar su especificación de rendimiento de detección de llama propuesta. Esta especificación servirá como la plantilla de cobertura fundamental que permite la evaluación adecuada de diferentes puntos de instalación y ángulos de alineación en el sitio.

Consideraciones de cobertura en el sitio

Después de que se complete el análisis del área peligrosa, se puede evaluar la cobertura en el sitio utilizando la tecnología de detección de llama óptima y la especificación de rendimiento preliminar. Los enfoques comunes incluyen evaluaciones de cobertura geográfica o de escenarios. El enfoque geográfico evalúa la cobertura dentro de una zona de ignición geográfica definida por uno o más detectores, mientras que el enfoque de escenario especifica los escenarios de incendio más probables dentro de una zona que pueden detectarse teniendo en cuenta la frecuencia y la magnitud catastrófica utilizando acuerdos de cobertura definidos. En ambos casos, se deben identificar las obstrucciones físicas conocidas y los diseños deben garantizar una cobertura adecuada a pesar de estas obstrucciones (Fig. 2).

En algunas aplicaciones, la votación entre zonas se utilizará para mejorar la confiabilidad. Un ejemplo es un detector de llama en alarma que activará dispositivos de alarma audibles / visuales, y dos detectores en alarma (2oo2) dentro de una sola zona, o incluso 2oo3 de votación impulsarán la mitigación o la acción de ESD. En cualquier momento en que se desee la votación en zonas cruzadas, se requerirá la cobertura redundante o por triplicado de las zonas de alto riesgo, y se recomienda encarecidamente un mapa de cobertura para todas las aplicaciones de cobertura votadas en todas las zonas.

Transferencia de la teoría a la realidad.

Cualquiera que sea la metodología utilizada, se recomienda auditar el mapa de cobertura en relación con la realidad del sitio de trabajo siempre que sea posible. La experiencia ha demostrado que no es raro que una o más ubicaciones o ángulos de alineación propuestos no sean adecuados debido a problemas desconocidos que incluyen obstrucciones físicas, accesibilidad o estructura de montaje inadecuada, altos niveles de vibración estructural, altos niveles de calor, nubes de humo de proceso, vapor, o Otras condiciones ambientales problemáticas. Además, audite las ubicaciones propuestas para el acceso físico para la limpieza, el mantenimiento, las pruebas y la inspección de rutina de la óptica. Si los técnicos no pueden acceder fácilmente a un detector, lo más probable es que no se mantenga regularmente.

Buenas prácticas de instalación

Los contratistas de instalación deben estar calificados, tener licencia y comprender qué es lo que están instalando. La documentación detallada y la capacitación también deberían estar disponibles en los requisitos específicos de instalación del sistema. Aquí hay una breve lista de las preocupaciones típicas de instalación y las mejores prácticas:

  1. La fuente de alimentación del sistema debe ser del tamaño adecuado y del tipo / clasificación adecuada. Si se requiere una fuente de alimentación de respaldo, esta debe ser monitoreada y dimensionada adecuadamente. El diseño de la distribución de energía debe incluir interruptores para habilitar el encendido / apagado del sistema en secciones lógicas en lugar de solo a la vez.
  2. El monitoreo de fallas a tierra es un requisito común. La mejor práctica es proceder sobre la premisa de que se requiere un monitoreo de falla a tierra.
  3. Todos los requisitos de alimentación y cableado de la señal del detector deben aclararse, incluidos los blindajes y las terminaciones de los cables según sea necesario. En general, se requieren sellos de conductos, respiradores, drenajes y conductos flexibles a 1 metro del detector de llama para permitir el correcto alineamiento / orientación del detector de llama.
  4. La estructura de ubicación de montaje del detector debe ser sólida y robusta. La vibración y el movimiento de la estructura de montaje son totalmente indeseables y pueden provocar problemas de alarma molestos. Además, todos los instrumentos de detección deben tener una etiqueta de campo adjunta con un número de etiqueta del instrumento fácilmente visible.
  5. Se recomienda una hoja de cálculo de la tabla de configuración del detector de llama (y gas) que identifique los números de etiqueta del instrumento para todos los detectores, la ubicación / elevación de la instalación mediante coordenadas GPS, las configuraciones programables, incluida la sensibilidad, la configuración del retardo de tiempo, la configuración del relé de enclavamiento o no enclavado, normalmente energizada o normalmente bobinas de relé desactivadas, información de calibración (detectores de gas) y otros ajustes de configuración.

Comisionando mejores practicas

Una vez que se completa la instalación y el sistema y todos los dispositivos de campo se encienden y funcionan en un modo 100% libre de fallas, la puesta en marcha del sistema puede comenzar. Es importante tener en cuenta que la puesta en servicio del sistema y las pruebas integradas son dos conceptos diferentes, y ambos deben completarse con éxito para evaluar adecuadamente el funcionamiento del sistema de detección de llama, así como su interacción con otros sistemas.

La puesta en servicio es un proceso sistemático que proporciona una confirmación documentada de que todo el sistema funciona de acuerdo con los criterios de diseño previstos en los documentos del proyecto y satisface las necesidades operativas del propietario, incluido el cumplimiento de las leyes, regulaciones, códigos y normas aplicables. Generalmente, se desarrolla una lista de verificación de puesta en servicio que explica funciones específicas del sistema, señales de entrada y salida críticas, dispositivos y lógica operativa que deben probarse y validarse antes de que el sistema pueda considerarse completamente comisionado.

La lista de verificación de puesta en servicio del sistema generalmente debe incluir comprobaciones de elementos de línea para verificar que las pruebas funcionales de redundancia de energía / respaldo de batería (si es necesario), monitoreo de falla a tierra del sistema (si es necesario), funciones de salida críticas y actuación de entrada relacionada, metodología de prueba de campo para todas las llamas detectores y dispositivos de señalización de alarma contra incendios manuales, incluidos los criterios de votación de alarma (confirmación de zonas cruzadas o sensores múltiples).

La mejor prueba de cualquier sistema de detección de llama óptica es una prueba de incendio real en el sitio que utilice el tipo de combustible y el tamaño del incendio indicados en la especificación de rendimiento de detección de llama óptica del proyecto. Si bien es óptimo con respecto a la evaluación del rendimiento del sistema de detección de llamas, en muchos casos este tipo de prueba de rendimiento de incendio real es inaceptable o no es práctico debido al riesgo de incendio o los problemas operativos. En este caso, el propietario / usuario final deberá identificar la metodología deseada para confirmar la cobertura del detector de llama en el sitio y el tiempo de respuesta entregado por el sistema durante la fase de puesta en servicio.

Una vez finalizado, el Ingeniero de Comisionamiento generalmente prepara y envía un informe de comisionamiento que incluye planos de construcción, lógica de causa / efecto y una base de datos actualizada del sistema de toda la información desarrollada, modificada o modificada durante el proceso completo de comisionamiento.

Operaciones, mantenimiento y entrenamiento.

Se debe administrar y mantener un libro de registro de mantenimiento del sistema de detección de incendios que incluya todas las actividades del sistema y los eventos registrados por el número de etiqueta del instrumento. Las entradas típicas del libro de registro incluyen Alarmas, Fallos, Pruebas, Inspecciones visuales y Actividades de limpieza registradas por número de etiqueta, fecha y hora y persona. Además, se debe establecer un procedimiento de inspección visual de rutina donde se defina la frecuencia de los puntos de inspección, incluidos los LED de estado de la placa frontal del detector, que se inspeccionen visualmente para detectar el estado normal o de problemas, confirmación visual de que no hay materiales extraños u obstrucciones que obstruyan el campo de visión. de cualquier detector, y que los ángulos de alineación parecen normales. Si hay accesorios de protección óptica instalados, estos también deben ser inspeccionados para asegurarse de que funcionan correctamente. Finalmente, una prueba funcional con una lámpara de prueba debe ejecutarse de forma rutinaria (Fig. 3). Asegúrese de pasar por alto cualquier aparato de descarga de supresión antes de realizar una prueba de alarma de detector de incendios funcional.

El personal de Operaciones y Mantenimiento generalmente debe saber cómo realizar el diagnóstico básico del sistema y los procedimientos de solución de problemas. Los procedimientos operativos más comunes que debe comprender el sistema incluyen cómo identificar dónde y cuándo ocurrió una alarma de incendio o falla, cómo evitar la función de alarma en un sistema para el servicio de detección de rutina, cómo realizar una inspección visual y limpiar la óptica de un detector de llama , dónde encontrar el libro de registro del sistema y los esquemas eléctricos, cómo solucionar un problema / condición de falla básica, cómo comunicarse con un detector de llama usando HART, cómo realizar una prueba de respuesta usando una lámpara de prueba, cómo apuntar / volver a apuntar a el detector de llama utiliza la información de la tabla de configuración del detector, cómo configurar los interruptores basculantes en un detector de llama, cuál es nuestro procedimiento de mantenimiento de registros para problemas de registro, alarmas, actividades de limpieza, etc.

En la última década se han producido importantes avances técnicos que han mejorado el rendimiento de referencia de los detectores ópticos de llama. Sin embargo, corresponde al usuario final o a sus contratistas asignados ejecutar la diligencia debida para realizar el análisis y la evaluación adecuados de los riesgos de incendio en el sitio y garantizar la selección y cobertura adecuadas de la tecnología de detección, junto con las prácticas de instalación, operaciones y mantenimiento adecuadas para lograr un Sistema de detección de llama óptica de alto rendimiento y continuamente confiable.

Para obtener más información, vaya a MSAsafety.com/detection

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