تطبيق أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار في القطاع الصناعي بالمملكة العربية السعودية

يهيمن على البنية الصناعية للمملكة العربية السعودية قطاعات النفط والغاز الطبيعي والبتروكيماويات والكيماويات والتعدين. وتُشكل هذه الصناعات مخاطر كبيرة لتسرب الغازات القابلة للاشتعال والانفجار والسامة. لذا، تُعد أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار من أهم المكونات الأساسية في أنظمة السلامة الصناعية.

خلفية الحالة والمتطلبات الأساسية

• خصائص الصناعة: تشمل سلسلة إمداد النفط والغاز بأكملها في المملكة العربية السعودية - من الحفر والاستخراج في المراحل الأولية إلى النقل والتكرير في المراحل المتوسطة، وإنتاج البتروكيماويات في المراحل النهائية - المواد الهيدروكربونية (الميثان، والبروبان، والمركبات العضوية المتطايرة، وما إلى ذلك) والغازات السامة (كبريتيد الهيدروجين H₂S، وأول أكسيد الكربون CO، وما إلى ذلك).
• المتطلبات البيئية: تُصنف هذه المناطق عادةً على أنها مناطق خطرة (قابلة للانفجار). يجب أن تكون جميع المعدات الكهربائية المستخدمة حاصلة على شهادة مقاومة للانفجار لمنعها من أن تصبح مصدرًا للاشتعال.
• العوامل التنظيمية: تنص معايير السلامة الصارمة الصادرة عن الهيئة السعودية للمواصفات والمقاييس والشركات الوطنية العملاقة مثل أرامكو السعودية (على سبيل المثال، معايير SAES الخاصة بأرامكو) على ضرورة تركيب أنظمة الكشف عن الغاز المعتمدة في جميع المناطق الخطرة.

حالة نموذجية: نظام الكشف المتكامل عن الغاز في مصفاة جازان التابعة لشركة أرامكو السعودية

1. نظرة عامة على المشروع:

• الموقع: مدينة جازان الاقتصادية، المملكة العربية السعودية.
• المنشأة: مصفاة جازان عبارة عن مجمع متكامل ضخم للتكرير والبتروكيماويات وتوليد الطاقة.
• التحدي: تعالج المنشأة كميات كبيرة من النفط الخام عالي الكبريت، مما يعني وجود خطر كبير لتسرب غاز كبريتيد الهيدروجين. إضافةً إلى ذلك، تحتوي المنشأة بأكملها على العديد من الأجواء الغازية القابلة للاشتعال. كما أن البيئة الساحلية ذات درجات الحرارة والرطوبة والملوحة العالية تُشكل تحديات جسيمة لمتانة المعدات.

2. سيناريوهات استخدام أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار:
في مثل هذه المنشأة الكبيرة، يتم نشر أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار في مئات النقاط الحرجة:

• موانع تسرب المضخات والضواغط: تُعدّ هذه المعدات الدوارة من نقاط التسرب الشائعة. ويتم تركيب حساسات مقاومة للانفجار تعمل بتقنية الخرز التحفيزي أو الأشعة تحت الحمراء لمراقبة الغازات القابلة للاشتعال.
• منطقة خزان التخزين (بالقرب من فتحات التهوية وأذرع التحميل): قد تنطلق الأبخرة أثناء نقل المنتج أو نتيجة "التنفس" بسبب تغيرات درجة الحرارة. توفر أجهزة الاستشعار مراقبة مستمرة لهذه المنطقة.
• وحدات المعالجة (مثل المفاعلات، وأعمدة التقطير): تُركّب أجهزة كشف الغاز الثابتة عند حواف الوصلات والصمامات حيث قد يتواجد كبريتيد الهيدروجين والغازات القابلة للاشتعال. غالبًا ما تحمل هذه المستشعرات شهادة السلامة الذاتية (Ex i)، مما يعني أنها لا تُطلق طاقة كافية لإحداث اشتعال، حتى في حالة تعطلها أثناء التشغيل.
• أنظمة الصرف الصحي: يمكن أن تتراكم الغازات القابلة للاشتعال (مثل الميثان) في هذه المساحات المغلقة. وتُستخدم أجهزة استشعار مقاومة للانفجار من نوع الانتشار أو مدعومة بمضخة لأغراض المراقبة.
• فتحات تهوية غرف التحكم والملاجئ: يتم تركيب أجهزة استشعار عند مداخل الهواء لهذه المباني لمنع دخول الغازات السامة أو القابلة للاشتعال، مما يضمن سلامة الأفراد.

3. تكنولوجيا الاستشعار وأنواع مقاومة الانفجار:

• مبادئ التكنولوجيا:
  • الغازات القابلة للاشتعال: تستخدم هذه التقنية بشكل أساسي تقنيات الخرز التحفيزي والأشعة تحت الحمراء غير المشتتة. وتزداد شعبية تقنية الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة في البيئات القاسية نظرًا لمقاومتها لنقص الأكسجين وعمرها الطويل.
  • الغازات السامة (مثل كبريتيد الهيدروجين): يتم استخدام أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية بشكل أساسي.
• شهادة مقاومة الانفجار: عادةً ما تحتاج المعدات في المملكة العربية السعودية إلى استيفاء المعايير الدولية (مثل ATEX وIECEx) والشهادات المحلية. تشمل أنواع الحماية الشائعة ما يلي:
  • Ex d [مقاوم للهب]: يمكن للغلاف أن يتحمل انفجارًا داخليًا دون أن يتضرر ويمنع انتقال اللهب إلى الغلاف الجوي الخارجي.
  • Ex e [زيادة الأمان]: يتم تطبيق تدابير إضافية لمنع احتمال حدوث أقواس كهربائية أو شرارات أو درجات حرارة مفرطة.
  • مثال i [السلامة الذاتية]: تُضمن السلامة عن طريق الحد من الطاقة الكهربائية في الدائرة. يُعد هذا أحد أعلى مستويات الحماية، ويُستخدم غالبًا لأجهزة الاستشعار التي تتطلب صيانة أثناء التشغيل في الميدان.

4. تكامل الأنظمة وتطبيقات البيانات:
لا تعمل هذه المستشعرات المقاومة للانفجار بشكل منفصل، بل هي متصلة بنظام التحكم في الكشف عن الغازات على مستوى المصنع بأكمله.

• الإنذار في الوقت الحقيقي: عندما يكتشف جهاز الاستشعار تركيز الغاز الذي يصل إلى مستوى إنذار محدد مسبقًا، فإنه يقوم بتشغيل إنذارات صوتية ومرئية في غرفة التحكم المركزية، مما يحدد موقع التسرب بدقة.
• الإيقاف/التحكم التلقائي: يمكن للنظام بدء إجراءات الطوارئ تلقائيًا، مثل:
• تفعيل أنظمة التهوية في منطقة التسرب.
• • إغلاق صمامات الإيقاف الطارئ ذات الصلة تلقائيًا.
  • إيقاف المضخات أو الضواغط القريبة.
• تسجيل البيانات وتحليلها: يتم تسجيل جميع البيانات وتحليلها لأغراض الصيانة التنبؤية (على سبيل المثال، تحديد المعدات التي بها تسريبات طفيفة متكررة)، وتحسين مسارات الدوريات، وإجراء عمليات تدقيق السلامة.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

1. المتانة البيئية: يُشكّل مناخ المملكة العربية السعودية القاسي (درجات الحرارة المرتفعة، والرمال، وتآكل الأملاح) اختبارًا قاسيًا لمواد الهيكل، وأداء منع التسرب، واستقرار المكونات الإلكترونية. لذا، تتطلب المعدات تصنيفًا عاليًا للحماية من دخول الماء والغبار (IP).
2. خفض التكلفة الإجمالية للملكية: يشمل ذلك تكلفة المعايرة والصيانة واستبدال الحساسات. ويتجه المستقبل نحو تقنيات أكثر استقرارًا وأطول عمرًا (مثل الأشعة تحت الحمراء) وحساسات ذكية ذات قدرات تشخيص ذاتي قادرة على الإبلاغ عن الأعطال أو التدهور.
3. التحسين الذكي والصيانة التنبؤية: بفضل دمج تقنية إنترنت الأشياء، أصبحت أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار جزءًا من الثورة الصناعية الرابعة. ومن خلال تحليل اتجاهات البيانات، يمكن للنظام التحذير من الأعطال المحتملة في المعدات.قبلتصل تركيزات الغاز إلى مستويات خطيرة، مما يؤدي إلى التحول من الاستجابة التفاعلية إلى الوقاية الاستباقية.
4. أجهزة استشعار لاسلكية مقاومة للانفجار: بالنسبة لتعديلات المصانع أو المناطق التي يصعب فيها توصيل الأسلاك، أصبح استخدام أجهزة استشعار الغاز اللاسلكية المعتمدة حلاً تكميليًا مرنًا وفعالًا.

• مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN
• للمزيد من أجهزة استشعار الغاز معلومة،

• يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
• Email: info@hondetech.com
• موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com
• الهاتف: +86-15210548582