سیستم ایمنی جایگاه های سوخت CNG

گزارشات کارشناسی تخریب زلزله در کشورهایی مانند امریکا و ژاپن (زلزله سانفرناندو، زلزله نورثریج، زلزله کوبه و…) حاکی از هشدار جدی در خصوص دومین عامل مرگ و میر هنگام زلزله (حریق و خفگی های ناشی از آن) می باشد .

کنترل حریق هنگام زلزله در شهرهای بزرگی مانند تهران با توجه به تراکم جمعیتی و آشفتگی های احتمالی، اختلال در امکانات ارتباطی و عبور و مرور، اهمیت اقدامات پیشگیرانه خیلی جدی را در این زمینه نشان می دهد. ارتقا ایمنی مراکز و اماکن پر خطر می تواند به میزان قابل توجهی در کاهش خطر آتش سوزی های ناشی از زلزله موثر باشد.

اهم این مراکز شامل جایگاههای سوخت CNG  می باشد .

قطع جریان گاز در این مراکز و همچنین توقف جریان گاز در سطح شهر در زلزله های شدید و متوسط می تواند تاثیر بسزایی در کاهش خطرات، خسارت ها و تلفات خواهد داشت.

در بررسی کارشناسی یکی از جایگاه های CNGکه با همراهی کارشناسان محترم CNGکشور و همچنین کارشناسان محترم شرکت ملی گاز انجام شد، صورت مسئله ای بشرح ذیل مشاهده شد:

 گاز CNGاز طریق بخش مترینگ نصب شده در جایگاه CNGوارد مجموعه می گردد. فشار گاز خروجی از بخش مترینگPSI 250 می باشد. گاز با این فشار بعد از طی چند متر طول از طریق لوله کشی گاز داخل جایگاه وارد بخشDryer شده، بعد از عملیات Dryingگاز وارد بخش کمپرسور شده، بعد از متراکم شدن وارد مخازن سطحی گشته و با فشار 220 بار (حدود PSI3200) در مخازن ذخیره می گردد و سپس از طریق سیستم لوله کشی مطمئن وارد دیسپنسرها شده و خودروها قادر به سوخت گیری خواهند بود.

طبق نظر کارشناسان محترم CNG، در صورت پارگی لوله های گاز بین Dryer، کمپرسور و دیسپنسرها هنگام حوادثی مانند زلزله، قطع کن هایی بین این بخشها وجود دارد که به میزان خروجی گاز از رابطه ها حساس بوده و در این شرایط جریان گاز بین درایر، کمپرسور و یا دیسپنسرها قطع میگردد. هر چند بر اساس نظر کارشناس محترم، این قطع گاز در قسمتهای مذکور نگرانی ها را کمتر می کند ولی با توجه به تاکید کارشناسان، به دلیل تاخیر در عمل نمودن سیستم قطع گاز بین این بخش ها،  نمی توان به سادگی از خطرات چشم پوشی نمود.

      محل اصلی تهدید :

در کلیه جایگاه های CNGگاز با فشار PSI250 وارد بخش مترینگ می شود و با همین فشار نیز از این بخش خارج می شود. مهمترین عوامل خطر ساز در جایگاه ها عبارتند از:

1-    هیچگونه سیستم ایمنی قطع گاز در ورودی به ایستگاه پیش بینی نشده است.

2-  لوله ورودی و خروجی گاز در بخش مترینگ صلب و فاقد انعطاف پذیری می باشد که هنگام زلزله با توجه به احتمال جابجایی نسبی زمین و فونداسیون بخش مترینگ خطر آسیب دیدگی لوله های ورودی و خروجی، محتمل و خطر آفرین می باشد.

3-  در کلیه جایگاه های سوخت پست برق 3 فاز، می تواند خطر جدی را در صورت نشت گاز ایجاد نماید. جرقه های ناشی از کابلهای پاره شده و یا حتی پاره نشده و مجاورت آن با نشت گاز با فشارPSI  250 از ایستگاه مترینگ، خطر بالقوه ای را ایجاد می نماید که در صورت عدم آمادگی و پیش بینی های لازم  پیامد های آن تاسف بار خواهد بود.

عملکرد سیستم ایمنی زلزله در جایگاه سوخت :

1-  نصب Flexible hoseدر لوله های ورودی و خروجی بخش مترینگ که مانع از آسیب دیدگی های لوله های بخش مترینگ جایگاه CNGدر هنگام زلزله می گردد.

2-  سه ایستگاه AQC Sensor  (جهت سنجش و شناسایی امواج زلزله )در سه نقطه جایگاه که بصورت وایرلس بهم متصل بوده نصب می گردد که وظیفه آنها دریافت و تحلیل امواج زلزله است و هنگام زلزله، بعد از تحلیل پیام های دریافت شده از این 3 سیستم، در صورتیکه حداقل 2 سیستم امواج زلزله را شناسایی و تایید نمایند فرمان فعال شدن سیستم ایمنی صادر می گردد.

3-  قطع کن نصب شده در پست برق نیز دارای گیرنده ای می باشد که فرمان فعال شدن سیستم ایمنی را از AQC Sensor  دریافت و باعث قطع برق جایگاه می شود.

4-  بر روی لوله خروجی بخش مترینگ، دستگاه قطع گاز با کلاس 300 نصب می گردد که فرمان فعال شدن سیستم ایمنی صادره از ایستگاه مربوطه را دریافت و گاز ورودی به جایگاه را قطع میکند .

5-  در صورتیکه فاصله بخش مترینگ ازبخش Dryerبیش از 5 متر باشد تخلیه گاز این طول از لوله در هنگام زلزله اهمیت پیدا می کند که سیستم ventنصب شده روی لوله گاز بعد از مجموعه شیر قطع گاز حساس به زلزله باعث تخلیه گاز موجود در لوله مربوطه در ارتفاع 3 متری از سطح زمین شده که به نوبه خود در بالا بردن ایمنی جایگاه موثر است.

6-  سیستم آژیر که با امواج اولیه زلزله فعال فعال شده و با پخش آژیر و هشدار صوتی افراد مستقر در جایگاه را از بروز زلزله و خطر مطلع می کند.

این سیستم بر مبنای دو نوع کالیبراسیون امکان فعال شدن دارد:

الف: کالیبراسیون بر مبنای موج اولیه زلزله

ب: کالیبراسیون بر مبنای PGA و دیگر پارامترهای حرکتی زمین ناشی از زلزله

بدیهی است طی صورتجلسه ای با کارشناسان محترم کارفرما مبنای آستانه امواج زلزله( پارامترهای حرکتی زمین ناشی از زلزله) مورد نظر جهت قطع سیستم جایگاه تنظیم و امضاء می گردد و کالیبراسیون مربوطه بر آن مبنا تنظیم می گردد.

با این وصف با فرض صحت فرمایش کارشناسان محترم اداره CNGمبنی بر فعال بودن قطع کن ها بین درایر، کمپرسور، مخازن و دیسپنسرها، تمرکز نصب سیستم ایمنی زلزله در پست برق و ایستگاه مترینگ گاز و اعلان زلزله می باشد.

ویژگی های منحصر به فرد سیستم :

1-    این مجموعه مجهز به سیستم Self-checkمی باشد و در صورت ایجاد خطا یا خرابی سیستم ، پیامی حاوی اطلاعات اعلام خرابی از طریق ماژول smsسیستم ارسال می گردد و به مخاطب  و بخش پشتیبانی شرکت گزارشی پیرامون خرابی اتفاق افتاده می دهد.

2-    سیستم گزارش گیری از طریق smsاین امکان را فراهم می نماید که در هر لحظه با ارسال smsگزارشی از عملکرد و سلامت سیستم دریافت نمود.

3-    با توجه به امکان ثبت کلیه وقایع در سیستم، در هر زمان می توان زمان و مشخصات زلزله های اتفاق افتاده در محل نصب سیستم را استخراج نمود.

4-    این سیستم مجهز به سنسور شناسایی امواج اولیه زلزله بوده و نتایج لازم را برای تصمیم گیری به واحد پردازش مرکزی (CPU) ارسال نماید .

5-    در صورت وجود سیستم اعلان حریق در محل، امکان متصل نمودن سیستم اعلان حریق با واحد پردازش مرکزی (CPU) وجود دارد که در صورت بروز حریق و آتش سوزی نیز جریان گاز قطع گردد.

6-    این سیستم در شرایط بحرانی (غیر از زلزله) نیز می تواند از راه دور و با ارسال یک sms  (کاملاً محرمانه که رمز آن نزد مسئول مربوطه می باشد) فعال می گردد.

قسمت های تشکیل دهنده سیستم قطع گاز ایستگاه های CNGعبارتند از:

1-    AQC Sensor(سنسورهای امواج زلزله و پارامترهای حرکتی زمین)

2-    Electronic Board

3-    Transmitter Box

4-    Receiver Box

5-    Solenoid Valve

6-    مجموعه شیر قطع گاز

7-    سیستم قطع برق

8-    سیستم آژیر بر مبنای امواج اولیه زلزله

عملکرد هریک از بخش های سیستم در ادامه تشریح شده است.

1-    AQC Sensor: در هنگام وقوع زلزله امواج زلزله را حس می کند و در صورتیکه زلزله از آستانه تعیین شده بزرگ تر باشد یک پیام به برد الکترونیکی موجود در Transmitter Boxبرای آنالیز می فرستد.

2-    Electronic Board: وظیفه آنالیز پیام دریافت شده از AQC Sensorرا بر عهده دارد و پس از آنالیز٬ در زمان مقتضی یک پیام به Receiver Boxمی فرستد.

3-    Transmitter Box: متشکل از AQC Sensorو Electronic Boardمی باشد. سه ستون از ستون های ایستگاه پس از کارشناسی انتخاب می گردند و سه دستگاه از این مجموعه ها بر روی ستونها نصب می گردند.

4-    Receiver Box: پیام های فرستاده شده توسط هریک از  Transmitter Boxها را دریافت می کند. در صورتی که دو دستگاه Transmitter Boxاز سه دستگاه Transmitter Boxپیام ارسال کنند، Receiver Boxفرمانی به شیر برقی موجود در سیستم داده و باعث باز شدن شیر به مدت 30 ثانیه می گردد.

5-    Solenoid Valve: این شیر یک شیر برقی است که در حالت نرمال بسته می باشد و در مسیر لوله رابط بین Sensing Lineو Control Boxقرار می گیرد. این شیر در هنگام وقوع زلزله با فرمانی که از Receiver Box  می گیرد باز شده و جریان با فشار 250 psiرا به Control Boxهدایت می کند.

6-    مجموعه شیر قطع گاز:

این مجموعه خود از اجزای زیر تشکیل گردیده است :

1-           Ball Valve: شیر بال ولو که در مسیر اصلی جریان گاز قرار گرفته و توسط یک محرک پنوماتیکی به صورت چرخشی عمل می کند.

2-           Pneumatic Actuator: محرک پنوماتیکی که باعث چرخش توپی شیر بال ولو می گردد که از Control Box  فرمان می گیرد. فشار گاز لازم برای عملکرد محرک توسط Pneumatic supply lineتامین می گردد.

3-           Control Box: وظیفه حس نمودن فشار گاز ورودی از Sensing Lineرا بر عهده دارد. در صورت فزونی فشار گاز از حد تعیین شده٬ فرمانی به محرک پنوماتیکی می دهد که باعث قطع گاز در جریان اصلی گاز توسط شیر بال ولو می گردد.

4-           Pneumatic supply line: وظیفه تامین فشار گاز لازم برای عملکرد محرک پنوماتیکی را بر عهده دارد که از مسیر اصلی، جریان گاز با فشار 250psiرا بهControl Box  منتقل کرده و Control Boxبه محرک پنوماتیکی منتقل می کند.

5-           Bypass Line: توسط یک شیر سه راهه درون Control Boxبه Pneumatic supply lineمتصل می باشد که هنگام راه اندازی مجدد شیر از حالت بسته به باز باعث تامین فشار لازم گاز بعد از شیر بال ولو می گردد.

6-           Sensing Line: فشار گاز بعد از شیر بال ولو را به Control Boxمی رساند که Control Boxبعد از حس نمودن فشار، در صورت فزونی فشار نسبت به میزان تعیین شده، فرمان به قطع گاز مسیر اصلی جریان می کند.

عملکرد دستگاه :

برای قطع جریان گاز ورودی به ایستگاه CNG، از مجموعه شیر قطع گاز نصب شده بعد از قسمت Meter Segmentایستگاه استفاده می گردد. برای اینکه لوله های قسمت  Meter Segmentدر هنگام وقوع زلزله آسیب نبینند این قسمت  توسط دو لوله انعطاف پذیر (Flexible Hose) ایزوله گشته اند. لوله گاز خروجی از زمین با اتصال لوله انعطاف پذیر (Flexible Hose) به لوله

بخش Meter Segmentمتصل می گردد به این ترتیب جابجایی فونداسیون این قسمت ناشی از لرزش زمین به لوله های این بخش منتقل نمی گردد. همچنین برای لوله خروجی از این بخش نیز یک لوله انعطاف پذیر (Flexible Hose) تعبیه گشته است که مانع از انتقال جابجایی فونداسیون بخش Meter Segmentبه لوله کشی بعد از آن می گردد.

اجزای مجموعه شیر قطع کن گاز پیشتر بیان شدند. شیر بال ولو این مجموعه بر روی خط لوله اصلی گاز ایستگاه بعد از بخش Meter Segmentنصب می گردد. در شرایط عادی کارکرد شیر باز است و جریان با فشار 250psiاز آن عبور می کند. شیر برقی نصب شده بر روی Sensing lineمجموعه نیز در این شرایط بسته می باشد. بعد از مجموعه شیر قطع گاز لوله ای متصل به لوله اصلی ایستگاه همراه با یک Solenoid valveبرای تخلیه گاز محبوس بین meter segment  و dryerدر هنگام زلزله نصب گردیده است که در حالت عادی کارکرد شیر برقی بسته می باشد.

در هنگام وقوع زلزله AQC Sensorموجود در هر Transmitter Boxامواج زلزله را حس نموده و در صورتیکه زلزله بزرگتر از مقدار تعیین شده باشد٬ یک پیام به Electronic Boardمی فرستد که هریک از  Electronic Boardها پس از آنالیز یک پیام به Receiver Boxمی فرستند. اگر دو Transmitter Boxاز سه تا، پیامی به Receiver Boxمخابره نمایند، Receiver Boxبا تولید فرمانی سبب باز شدن شیر برقی به مدت 30 ثانیه می گردد و همچنین با تولید فرمانی دیگر، باعث قطع شدن برق ایستگاه و پخش آژیر در محوطه ایستگاه می گردد که این قطع برق باعث عمل نمودن شیرهای قطع کن کمپرسور و درایر نیز می گردد. با باز شدن شیر برقی، جریان با فشار 250psiبه Control Boxهدایت می گردد و Control Boxبا حس این فشار، فرمان به بسته شدن شیر بال ولو می دهد. شیر برقی بعد از 30 ثانیه بسته می گردد که باتوجه به اینکه resetکردن شیر بال ولو manualاست تا رسیدن اپراتور ایستگاه، شیر بال ولو بسته خواهد ماند.

بعد از قطع شیر بال ولو فرمانی به شیر برقی نصب شده بر روی ونت فرستاده میگردد که با باز شدن شیر برقی تخلیه گاز محبوس در لوله بین meter segmentو dryerشروع می گردد. قابل ذکر است که سیستم طوری طراحی شده است که تنها در صورت بسته شدن شیر بال ولو مجموعه شیر قطع گاز شیر برقی ونت باز می گردد. همچنین گاز تخلیه شده از ونت در ارتفاع 3 متری زمین در هوای بیرون رها می گردد.

منبع: www.aqc.ir