隨著IT技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加廣泛。石化、煤礦、醫(yī)藥、海上鉆油平臺(tái)等高危產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也依賴自控系統(tǒng)的安全投入。

作者：中通智能

發(fā)布日期：2023-05-18

　隨著IT技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加廣泛。石化、煤礦、醫(yī)藥、海上鉆油平臺(tái)等高危產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也依賴自控系統(tǒng)的安全投入。在石油化工等危險(xiǎn)場(chǎng)合的自控系統(tǒng)設(shè)備中，為更好地發(fā)揮整個(gè)控制系統(tǒng)的安全性、高效性和經(jīng)濟(jì)性，選擇適用的防爆型式非常重要。在含有爆炸性氣體的環(huán)境下，自動(dòng)化控制應(yīng)用較多的是防爆正壓柜，防爆控制柜等大容積設(shè)備。南陽(yáng)中通智能電氣有限公司研發(fā)的（防爆正壓柜）正壓防爆技術(shù)可適用于各種爆炸性氣體和粉塵等危險(xiǎn)場(chǎng)所，該種防爆正壓柜獲得多個(gè)國(guó)家專利技術(shù)，擁有前沿的正壓防爆技術(shù)，也是公司的特色產(chǎn)品之一。下面將詳細(xì)介紹該產(chǎn)品。

一．防爆正壓柜防爆技術(shù)原理

    在爆炸性環(huán)境中，點(diǎn)火源可燃物質(zhì)和助燃劑(空氣)是燃燒爆炸的三要素。當(dāng)這三個(gè)要素同時(shí)存在，且在爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí)，就不可避免地發(fā)生爆炸。

    電氣設(shè)備的防爆技術(shù)措施是設(shè)法排除爆炸三要素，將危險(xiǎn)降到小的可控程度。根據(jù)這個(gè)原理并參照國(guó)際化的防爆標(biāo)準(zhǔn)文本，我國(guó)的爆炸性氣體環(huán)境下的防爆型式已形成隔爆型d、增安型e、本質(zhì)安全型ia或ib、正壓型p、充油型o、充沙型q、無(wú)火花型n和澆封型m八大類，它們有各自的防爆特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。對(duì)于易燃物質(zhì)，首先將其所處危險(xiǎn)環(huán)境即爆炸性粉塵環(huán)境與爆炸性氣體環(huán)境區(qū)分開(kāi)來(lái)。這兩類環(huán)境又分別分成三個(gè)區(qū)，具體介紹如下。

①就爆炸性氣體環(huán)境來(lái)說(shuō)，其危險(xiǎn)區(qū)域分成的三個(gè)區(qū)為0區(qū)、l區(qū)和2區(qū)。在爆炸性氣體環(huán)境中，將易燃爆炸氣體的混合物的級(jí)別分為兩類：I類為煤礦井下甲烷，II類為工廠用氣體、蒸汽、薄霧(細(xì)分成IIA、IIB、IIC三級(jí))。溫度組別分為T(mén)1—T6六組。依據(jù)易燃物質(zhì)的特性和各防爆型式的特點(diǎn)，以及防爆電氣設(shè)備的安全可行性、環(huán)境適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)合理性和可維護(hù)性的選型原則，工程人員選擇適用的防爆電氣設(shè)備，通過(guò)正確安裝、使用、維護(hù)來(lái)滿足危險(xiǎn)工況的生產(chǎn)需要。

②對(duì)于爆炸性粉塵環(huán)境而言，由于類粉塵爆炸威力很大，電氣設(shè)備必須有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度才不至被破壞。因此，該環(huán)境下選用的電氣設(shè)備以及設(shè)計(jì)需要符合GB 12476．1．2010粉塵防爆電氣設(shè)備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

二.防爆正壓柜的設(shè)計(jì)

      防爆正壓柜是將危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi)的一種防爆方法，適用于l區(qū)與2區(qū)的危險(xiǎn)場(chǎng)所，多用于內(nèi)部元件易維修的設(shè)備或大型電氣設(shè)備，或用于自燃點(diǎn)為T(mén)4、1．5溫度組別對(duì)象且很難制成其他防爆結(jié)構(gòu)型式的電氣設(shè)備。

      防爆正壓柜電氣設(shè)備的防爆原理是保證內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周?chē)?，以免爆炸性混合物進(jìn)入外殼，或避免足量的保護(hù)氣體通過(guò)外殼使內(nèi)部爆炸性混合物的濃度降至爆炸下限以下。外殼內(nèi)部的爆炸環(huán)境通過(guò)換氣變?yōu)?ldquo;安全區(qū)域”并保持內(nèi)部正壓，這樣普通電氣設(shè)備就可安裝在外殼內(nèi)，待正壓建立并成為正壓防爆設(shè)備后實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的各項(xiàng)預(yù)定功能。

2．1防爆正壓柜的正壓防爆的型式設(shè)備內(nèi)的正壓分為三種不同形式，即在系統(tǒng)內(nèi)部具有稀釋氣流正壓(連續(xù)通風(fēng)型正壓)、泄漏補(bǔ)償正壓和靜壓，它們都以限制可燃性混合物進(jìn)入外殼內(nèi)部為目的。這三種正壓形式都需要在設(shè)備啟動(dòng)前用保護(hù)氣體對(duì)外殼進(jìn)行沖洗，帶走設(shè)備內(nèi)部非正壓狀態(tài)時(shí)進(jìn)入外殼內(nèi)的可燃性氣體，防止在外殼內(nèi)形成可燃性混合物。同時(shí)，這三種形式必須具有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并進(jìn)行定時(shí)換氣，以保證系統(tǒng)的可靠性。正壓腔體換氣時(shí)的保護(hù)氣體必須排放到安全場(chǎng)所，如果排放在危險(xiǎn)場(chǎng)所，必須放置阻擋火花或熾熱顆粒的阻火器。連續(xù)通風(fēng)型正壓防爆對(duì)殼內(nèi)存有發(fā)熱元器件或大功率發(fā)熱部件比較合適，但它的耗氣量是同樣規(guī)格的補(bǔ)償式正壓防爆的幾十倍甚至百倍。補(bǔ)償式正壓防爆在自控設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛，在一般情況下，它的電氣設(shè)備內(nèi)部不能有影響安全的通風(fēng)死角。在正常運(yùn)行時(shí)，出風(fēng)口的風(fēng)壓或充氣氣壓不得低于一定的數(shù)值，否則將立刻發(fā)出報(bào)警或切斷電源。目前，正壓保護(hù)的防爆型式細(xì)分為三種型式，即Px、Py和 Pz。依據(jù)Px、Py和Pz三種防爆型式及安全裝置等的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，可細(xì)化正壓型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2．2防爆正壓柜的正壓防爆設(shè)備的構(gòu)成正壓防爆設(shè)備由殼體和正壓保護(hù)系統(tǒng)兩部分組成。殼體分主副兩腔。主腔的密封結(jié)構(gòu)按技術(shù)要求須大于IP40用于安裝非防爆儀表和器件等；副腔為非密封結(jié)構(gòu)，用于安裝正壓控制單元及監(jiān)測(cè)元件，主副腔在自控設(shè)備的防爆盤(pán)(臺(tái)、柜)中有著較為廣泛的應(yīng)用。

2．3防爆正壓柜的正壓保護(hù)單元

         正壓保護(hù)單元是實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備(主腔內(nèi))正壓的關(guān)鍵，它有電氣型控制和氣動(dòng)型控制兩大類。電氣型控制應(yīng)在危險(xiǎn)場(chǎng)合下關(guān)、合，容易產(chǎn)生火花。須將電氣型正壓保護(hù)單元的電控部分做成隔爆型的防爆腔體，并按隔爆型的防爆標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)、制造和安裝。其電氣性能按所需控制要求設(shè)計(jì)。氣動(dòng)型控制的正壓?jiǎn)卧裳訒r(shí)計(jì)時(shí)器、過(guò)濾減壓閥、氣缸、精密減壓閥、換向閥、壓力表、放大器、節(jié)流閥和單氣控閥等氣動(dòng)元件以及防爆主令控制器組成。通過(guò)氣動(dòng)控制回路的設(shè)計(jì)，使正壓控制系統(tǒng)具有以下功能：

①在主腔內(nèi)自動(dòng)換氣結(jié)束后，當(dāng)殼內(nèi)壓力高于設(shè)計(jì)規(guī)定值100Pa時(shí)主腔殼內(nèi)部電氣設(shè)備自動(dòng)通電，直至殼內(nèi)氣壓到300 Pa時(shí)停止供氣，壓力保持在100-300Pa，成為安全環(huán)境；

②當(dāng)殼內(nèi)壓力<100Pa時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，正壓控制單元又啟動(dòng)供氣，使殼內(nèi)正壓保持在安全環(huán)境下；

③當(dāng)殼內(nèi)壓力<50 Pa時(shí)，因主電源與壓力控制器已互鎖聯(lián)動(dòng)，其自動(dòng)斷電，確保該工況防爆設(shè)備的使用安全。由于2區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域約占整個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域的70％，并且鑒于“失壓斷電”的缺點(diǎn)，根據(jù)IEC正制定只適用2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的簡(jiǎn)易正壓防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求，簡(jiǎn)易正壓防爆盤(pán)(柜、臺(tái))在殼內(nèi)沒(méi)有安裝大功率器件的情況下，其正壓保護(hù)電氣件可與其他電氣設(shè)備分(合)安裝在一個(gè)腔體，從而實(shí)現(xiàn)低壓聲光報(bào)警而不必?cái)嚯姷暮?jiǎn)易正壓保護(hù)控制?；谏鲜稣龎盒头辣O(shè)備的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，它在石化、天燃?xì)?、醫(yī)藥等危險(xiǎn)場(chǎng)合的自控設(shè)備中有著較為廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐證明，正壓型防爆技術(shù)非常適合滿足大容積的自控設(shè)備在危險(xiǎn)工況中對(duì)安全性生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)性方面的需求。

三.綜上所述，在危險(xiǎn)場(chǎng)所的自控設(shè)備中，防爆正壓柜有著廣泛的應(yīng)用。南陽(yáng)中通智能的防爆正壓柜等防爆產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)家防爆標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并根據(jù)市場(chǎng)的需求，不斷細(xì)化產(chǎn)品，在整個(gè)防爆行業(yè)獲得了良好的口碑和巨大的客戶資源，滿足許多廠家在危險(xiǎn)行業(yè)安全生產(chǎn)發(fā)展的需求。  

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