Fire & Gas Mapping Study

ระบบตรวจจับไฟและก๊าซ (Fire and Gas System: FGS) คืออะไร?

ระบบตรวจจับไฟและก๊าซ หรือ Fire and Gas System (FGS) คือ ระบบอัตโนมัติที่ถูกออกแบบมาเพื่อ ตรวจจับการรั่วไหลของสารอันตราย ออกจากกระบวนการผลิต (Loss of Containment) ไม่ว่าจะเป็นในรูปแบบของเปลวไฟ ก๊าซพิษ หรือก๊าซไวไฟ และ เริ่มต้นการทำงานเพื่อลดผลกระทบ ที่อาจเกิดขึ้นจากเหตุการณ์นั้น ๆ สิ่งสำคัญที่ต้องเน้นย้ำคือ FGS มีหน้าที่ ลดความรุนแรง (Mitigate) ของเหตุการณ์ ไม่ใช่ ป้องกัน (Prevent) ไม่ให้เกิดการรั่วไหลตั้งแต่แรก

โดยทั่วไปแล้ว ระบบ FGS ประกอบด้วย 3 องค์ประกอบหลัก ดังนี้:

1. Sensors (อุปกรณ์ตรวจจับ): เปรียบเสมือน “ตาและจมูก” ของระบบ ทำหน้าที่ตรวจจับสัญญาณของอันตราย เช่น ความร้อนจากเปลวไฟ หรือความเข้มข้นของก๊าซที่ผิดปกติ
2. Logic Solver (หน่วยประมวลผล): เปรียบเสมือน “สมอง” ของระบบ ทำหน้าที่รับสัญญาณจาก Sensors มาประมวลผลและตัดสินใจว่าเมื่อใดที่ต้องสั่งการให้ระบบทำงานตามเงื่อนไขที่ตั้งไว้
3. Final Elements (อุปกรณ์สั่งการสุดท้าย): เปรียบเสมือน “มือ” ของระบบ ทำหน้าที่ปฏิบัติตามคำสั่งจาก Logic Solver เช่น การส่งเสียงสัญญาณเตือนภัย (Alarm), การเปิดระบบดับเพลิงอัตโนมัติ (Suppression System), หรือการสั่งหยุดการทำงานฉุกเฉิน (Emergency Shutdown)
   

การเลือกชนิดของ Sensors (อุปกรณ์ตรวจจับ) นั้นมีความสำคัญอย่างมากและต้องสอดคล้องกับประเภทของอันตรายที่ต้องการตรวจจับ

เหตุใดระบบ Fire and Gas System (FGS) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยในโรงงานอุตสาหกรรม?

ประโยชน์สูงสุดของระบบ Fire and Gas System (FGS) คือการ ลดขนาดและความรุนแรงของอุบัติเหตุ เพื่อปกป้องชีวิตบุคลากร ทรัพย์สินของโรงงาน และสิ่งแวดล้อม กล่าวคือ ระบบ FGS ช่วยป้องกันไม่ให้สถานการณ์ที่เลวร้ายอยู่แล้วบานปลายจนกลายเป็นหายนะที่ไม่สามารถควบคุมได้

ตัวอย่างการทำงานของระบบ FGS เพื่อลดความรุนแรงของเหตุการณ์

• เปิดใช้งานสัญญาณเตือนภัยทั้งเสียงและแสง (Audible and Visual Alarms): เพื่อแจ้งเตือนให้บุคลากรอพยพออกจากพื้นที่หรือเข้าที่กำบัง (Shelter in Place) ได้ทันท่วงที
• สั่งการหยุดระบบฉุกเฉิน (Emergency Shutdown – ESD): เพื่อตัดแยกระบบหรืออุปกรณ์ที่เป็นแหล่งรั่วไหลออกจากกระบวนการผลิต และลดแรงดันในระบบเพื่อจำกัดปริมาณสารที่รั่วไหลออกมา
• เปิดใช้งานระบบดับเพลิงอัตโนมัติ (Automated Fire Suppression): เช่น ระบบหัวกระจายน้ำดับเพลิง (Water Deluge) เพื่อควบคุมและดับไฟในพื้นที่เกิดเหตุ
• ควบคุมแหล่งจุดติดไฟ (Ignition Sources): เช่น การสั่งตัดพลังงานไฟฟ้าในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดประกายไฟที่อาจทำให้ก๊าซไวไฟที่รั่วไหลออกมาเกิดการลุกไหม้หรือระเบิด

เมื่อการทำงานเหล่านี้มีความสำคัญถึงชีวิต คำถามที่ตามมาคือ “เราจะมั่นใจได้อย่างไรว่าระบบจะสามารถตรวจจับอันตรายได้ตั้งแต่แรก?” คำตอบของคำถามนี้อยู่ในกระบวนการที่เรียกว่า Fire and Gas Mapping Study

หัวใจของการออกแบบที่มีประสิทธิภาพ: Fire and Gas Mapping Study คืออะไร?

ความมั่นใจว่าระบบจะสามารถตรวจจับอันตรายได้อย่างแม่นยำนั้น มาจากการออกแบบที่เรียกว่า การออกแบบเชิงสมรรถนะ (Performance-based Design) ซึ่งเป็นแนวทางสมัยใหม่ที่ใช้หลักการทางวิศวกรรมเพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพของระบบ และ Fire and Gas Mapping Study คือเครื่องมือหลักของแนวทางนี้

ตามคำนิยามของมาตรฐาน ISA-TR84.00.07 Fire and Gas Mapping Study คือ “การวิเคราะห์ความครอบคลุมของอุปกรณ์ตรวจจับ (Detector Coverage) เพื่อตรวจสอบการจัดวางอุปกรณ์ในระบบ FGS ที่มีอยู่หรือที่นำเสนอใหม่ และเพื่อทวนสอบว่าเป้าหมายด้านประสิทธิภาพของ FGS นั้นเป็นไปตามที่ออกแบบไว้”

แนวทางนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับการออกแบบ ตามข้อกำหนด (Prescriptive Design) ในอดีต ซึ่งเปรียบเสมือนการทำตามกฎทั่วไป (เช่น “ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับทุก ๆ X เมตร”) โดยไม่มีการพิสูจน์ว่ารูปแบบการติดตั้งนั้นเหมาะสมกับความเสี่ยงเฉพาะของโรงงานจริงหรือไม่ ในทางกลับกัน การออกแบบเชิงสมรรถนะ (Performance-based) จะใช้การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมและแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อ พิสูจน์ ว่าการออกแบบนั้นสามารถบรรลุเป้าหมาย (Achieve the detection coverage target) ความปลอดภัยที่กำหนดไว้เป็นตัวเลขได้อย่างแท้จริง

เพื่อให้เข้าใจการทำ Mapping Study มากขึ้น เราจำเป็นต้องรู้จัก 2 แนวคิดที่สำคัญที่สุด:

• Detector Coverage (ความครอบคลุมของอุปกรณ์ตรวจจับ): นี่คือตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุด หมายถึง เปอร์เซ็นต์ของสถานการณ์อันตรายที่เป็นไปได้ (Credible Hazard Scenarios) ที่รูปแบบการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับของเราสามารถ “มองเห็น” และตรวจจับได้จริง
• Design-Basis Hazard (สถานการณ์อันตรายที่ใช้อ้างอิงในการออกแบบ): เนื่องจากการวางแผนเพื่อรองรับทุกเหตุการณ์ที่เป็นไปได้นั้นเป็นไปไม่ได้ ผู้ออกแบบจะต้องกำหนด “เกณฑ์ของอันตราย” ที่ระบบ จะต้อง สามารถตรวจจับให้ได้ เช่น ไฟไหม้ขนาด 50 kW (เทียบเท่าไฟจากกองของเหลวขนาด 1×1 ฟุต) หรือกลุ่มก๊าซไวไฟที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เมตร สถานการณ์ที่ถูกกำหนดขึ้นนี้ จะถูกใช้เป็นเกณฑ์มาตรฐานในการทดสอบประสิทธิภาพของระบบในการวิเคราะห์ Mapping

เมื่อเรากำหนดเป้าหมายและเกณฑ์มาตรฐานที่ชัดเจนแล้ว เราก็สามารถเริ่มการทำ Mapping Study ที่เป็นระบบได้