Avancées dans les Systèmes de Suppression Active des Explosions
Détecteurs et contrôleurs programmables actifs
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Article reproduit de IEP Technologies lien
Atténuation des Risques d'Explosion Industrielle
Explosion - Menace Toujours Présente
Les explosions de poussière industrielles constituent une menace toujours présente dans de nombreuses industries de transformation à travers le monde. De tels événements peuvent avoir des conséquences destructrices, pouvant entraîner une interruption des activités, la destruction de l'usine, des blessures, voire des décès. Un éventail de mesures de protection bien établies sont disponibles et largement utilisées à travers le monde pour atténuer le risque d'explosion industrielle.
Suppression d'explosion active
Une telle méthode est la protection active contre les explosions. Les systèmes de protection active contre les explosions sont conçus pour surveiller les conditions du processus afin de détecter les déflagrations et d'intervenir rapidement pour supprimer les explosions en développement et les empêcher de se propager aux installations et équipements interconnectés. Les systèmes de protection actifs ont été introduits il y a plus de 70 ans et sont généralement appelés systèmes de suppression d'explosion et systèmes d'isolation d'explosion à base chimique ou mécanique.
Problèmes avec la Suppression Active des Explosions
Malgré le succès documenté de ces mesures de protection en termes de réduction des pertes commerciales et d'amélioration de la sécurité du personnel, certains effets indésirables ont parfois été associés à la protection active, notamment les activations involontaires ou "nuisibles". Ces activations nuisibles peuvent entraîner des arrêts de production et des pertes de produits/matériaux, c'est pourquoi, avec l'émergence de nouvelles avancées dans la technologie de protection contre les explosions, de nouvelles techniques sont développées pour résoudre ce problème et fournir une solution de protection plus fiable pour l'utilisateur final.
Améliorations dans la Suppression Active des Explosions
Il existe quatre domaines clés dans la protection active contre les explosions où les plus grandes améliorations peuvent être observées :
- Méthodologie de conception du système
- Technologies de détection pour la fiabilité et les performances
- Suppressions d'explosions électromécaniques
- Avancées dans les technologies des unités de contrôle
System Design Methodology
Méthodologies de conception traditionnelles
Traditionnellement, la conception des systèmes de protection contre les explosions s'est basée sur une approche de conception dépendante du volume et de la concentration, en se concentrant sur des calculs effectués à partir de la concentration de poussière explosive et du volume du récipient/équipement. Cependant, il existe de nombreuses autres variables de danger liées au processus, au matériau et à l'équipement qui doivent être prises en compte lors de la conception d'un système de protection contre les explosions. Certains de ces éléments comprennent les caractéristiques d'explosivité de la poussière/vapeur combustible, la géométrie du récipient, la longueur de projection de l'agent, le seuil de détection, l'orientation du plan de décharge de l'extincteur et l'efficacité de l'agent et des buses de décharge. La prise en compte des effets de ces variables aura un impact significatif sur la conception du système et sur la pression réduite calculée après la suppression (PRED).
Progrès avec la CAO (Conception Assistée par Ordinateur)
Les développements récents dans la modélisation assistée par ordinateur ont abouti à des outils de conception qui permettent une analyse plus approfondie du schéma de protection proposé pour les systèmes de suppression et d'isolation des explosions, basée à la fois sur des conditions optimales et sur des conditions plus difficiles telles que les explosions de poussière-air pauvre, les scénarios de multiples points d'allumage, et l'efficacité des agents de suppression et des extincteurs, tout en tenant également compte d'une gamme élargie de technologies de détection.
Avancées dans les Technologies de Détection
Problèmes liés aux Activations Indésirables
When a nuisance activation occurs, it is most often due to process pressure imbalances and the use of single set-point static pressure detectors that have inherent limitations.
Historiquement, le système de suppression d'explosion typique incluait ces détecteurs de pression "statiques" plus anciens nécessitant une configuration sur site lors de la mise en place du système ainsi qu'un étalonnage périodique. Cependant, ces types de détecteurs peuvent être sujets à des activations dues à des perturbations inattendues de la pression du processus et à des conditions de défaut imprévues.
Détecteurs de Pression Programmables
Des avancées plus récentes ont conduit à l'introduction de détecteurs dynamiques programmables "à taux de montée". L'utilisation de la détection dynamique des explosions a considérablement réduit les fausses alarmes dues aux variations de pression du processus. Certains des détecteurs dynamiques les plus avancés sont désormais disponibles avec une capture de données et un tampon mémoire, ce qui permet une programmation spécifique à l'application avant le démarrage, simulant des équipements/composants défectueux et des scénarios de processus normaux/anormaux. Un avantage significatif de cette capture de données est la capacité à examiner des graphiques de pression-temps lors de l'analyse post-événement, pour confirmer la suppression réussie et aider à comprendre la chronologie alors que l'équipe opérationnelle cherche à déterminer la source de l'allumage.
Détecteurs IR améliorés
Les détecteurs infrarouges (IR) offrent désormais des options de conception complémentaires, soit comme un dispositif autonome, soit en combinaison avec des détecteurs de pression, pour fournir une solution de détection globale plus efficace, surtout dans des applications difficiles où il est souhaitable d'optimiser la distance d'isolation d'explosion sur les conduits d'entrée et de sortie. Un bon exemple est lorsque l'application protégée comprend un conduit d'entrée vers un grand volume manipulant un produit avec un indice d'explosivité relativement bas. Dans cette situation, le détecteur IR peut fournir un niveau supplémentaire d'assurance en détectant une flamme se propageant déjà dans le conduit, avant qu'un taux de montée de pression relativement lent n'ait atteint le seuil de détection de pression.
Combinaison de Détecteurs
Une combinaison de détection infrarouge et de pression offre une plus grande flexibilité dans les emplacements des barrières d'isolation, et une plus grande fiabilité pour atteindre une isolation efficace dans un plus large éventail de scénarios de propagation de déflagration.
Progrès dans les Technologies des Unités de Contrôle.
Dans toute solution complète de protection contre les explosions, tous les éléments discrets du système sont reliés à une unité de contrôle qui fournit le "cerveau" du système.
Ces dernières années, les unités ont progressé des contrôleurs standards à un seul point à des unités multi-zones basées sur des microprocesseurs, avec la capacité de fournir de nombreuses zones de protection discrètes. Certains des contrôleurs actuels sont programmables, ont des tests automatiques et affichent numériquement les conditions de défaut/alarme pour un diagnostic facile. La capacité de zonage apporte des avantages pratiques et des économies de coûts aux utilisateurs, notamment une flexibilité d'installation et la possibilité d'activer sélectivement les mesures de protection contre les explosions associées. Les fonctionnalités incluent également un historique des événements avec date/heure pour l'analyse, ainsi que des capacités de communication améliorées, en interférant avec les systèmes de contrôle de processus et d'usine et les alarmes.
Résumé
Les récentes avancées dans les technologies de protection active contre les explosions protègent les processus, les installations et les personnes de manière de plus en plus innovante, tout en offrant aux utilisateurs une plus grande fonctionnalité et praticité, notamment :
- Des outils de conception prenant en compte de nombreux paramètres de processus différents, avec des résultats individualisés
- Détection dynamique des explosions avec tampon d'historique
- Détection IR pour les conduits interconnectés
- Extincteurs actionnés électromécaniquement avec capacité de test de fonctionnalité, diagnostics complets et fonctions de sécurité intégrées
- Unités de contrôle multi-zones avec LED/LCD pour l'état, les diagnostics, les sorties multiples, les diagnostics de test automatique
Ce rythme de changement devrait se poursuivre alors que davantage de recherche et développement est axé sur ce domaine vital pour apporter une protection industrielle contre les explosions encore plus intelligente aux industries de transformation du monde entier, avec pour objectifs communs d'améliorer la sécurité tout en minimisant les coûts d'interruption des activités.