一種典型正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)工作原理和控制研究

摘 要：介紹一種典型的正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)在增安型防爆電機(jī)上的應(yīng)用，從正壓通風(fēng)系統(tǒng)的必要性、結(jié)構(gòu)組成等方面進(jìn)行分析，總結(jié)了換氣系統(tǒng)工作流程、遠(yuǎn)控測(cè)點(diǎn)監(jiān)控、影響正常工作的關(guān)鍵因素，為實(shí)現(xiàn)增安型防爆電機(jī)正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)的操作調(diào)試、可靠控制、檢修維護(hù)等應(yīng)用提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：正壓通風(fēng)；防爆；吹掃系統(tǒng)；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.137

1 前言

近年來我國煤炭、石油、化工等領(lǐng)域不斷新建、擴(kuò)建項(xiàng)目，對(duì)于大型壓縮機(jī)組的需求越來越大，而作為驅(qū)動(dòng)機(jī)的大功率防爆電機(jī)也是應(yīng)運(yùn)而生，常規(guī)低功率的增安型、隔爆型電機(jī)已無法滿足大功率電機(jī)的防爆要求。越來越多的大型增安型防爆電機(jī)均配備正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)。因此，了解正壓通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、換氣系統(tǒng)工作流程、遠(yuǎn)控測(cè)點(diǎn)監(jiān)控，為實(shí)現(xiàn)增安型防爆電機(jī)的可靠控制研究有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 增安型電機(jī)安裝吹掃系統(tǒng)的必要性

一些高壓Ex e和非易燃Ex n電機(jī)很可能在啟動(dòng)期間，由于負(fù)載增加的原因而產(chǎn)生易燃火花和熱顆粒，最新實(shí)施的GB3836.3-2010/IEC60079-7 2006中對(duì)增安型電機(jī)需要加裝啟動(dòng)預(yù)吹掃裝置的情況有明確要求，該要求提出對(duì)電機(jī)安全系數(shù)進(jìn)行評(píng)定，主要包括對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行潛在氣隙火花危險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)定，定子繞組電位放點(diǎn)危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定，若評(píng)定系數(shù)達(dá)到一定數(shù)值，則需增加啟動(dòng)預(yù)吹掃裝置（包括啟動(dòng)前的吹掃和必要檢測(cè)），以保證電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，其外殼中不含有爆炸性氣體，由此提高增安型電機(jī)的安全型和可靠性。

在電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域主要有增安型預(yù)啟動(dòng)吹掃系統(tǒng)和正壓通風(fēng)型吹掃系統(tǒng)，本文主要介紹正壓通風(fēng)型吹掃系統(tǒng)。

3 一種典型正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)

（1）結(jié)構(gòu)組成。本文介紹一種典型的正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)MiniPurge-D758，該系統(tǒng)主要由控制單元和泄壓單元兩部分組成?？刂茊卧饕?fù)責(zé)控制壓縮氣體的供給，包括確認(rèn)吹掃流量/壓力和時(shí)間。泄壓單元作為設(shè)備吹掃氣體的安全出口，并提供電機(jī)內(nèi)腔氣體的流量監(jiān)控，泄壓單元內(nèi)設(shè)置有阻火器等必要附件。同時(shí)通過控制單元的指示燈做現(xiàn)場信號(hào)顯示。

（2）換氣系統(tǒng)工作流程。MiniPurge-D758依據(jù)吹掃系統(tǒng)氣動(dòng)設(shè)計(jì)原理，其換氣系統(tǒng)工作流程包括以下五個(gè)步驟：預(yù)吹掃之前、增壓預(yù)吹掃、啟動(dòng)定時(shí)吹掃、完成定時(shí)吹掃、泄露補(bǔ)償模式等。

預(yù)吹掃之前：作為增壓預(yù)吹掃的準(zhǔn)備階段，吹掃氣體通過吹掃閥進(jìn)入電機(jī)殼體吹掃入口可調(diào)節(jié)增大吹掃流量，對(duì)電機(jī)內(nèi)腔原有的殘留氣體進(jìn)行有效置換?，F(xiàn)場指示器顏色保持不變（紅色/黑色），控制單元不會(huì)發(fā)出遠(yuǎn)傳信號(hào)。

增壓預(yù)吹掃：通過調(diào)節(jié)增大吹掃流量，吹掃氣體使電機(jī)內(nèi)腔形成初始的內(nèi)部壓力，通過殼體內(nèi)部的壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將采集到的壓力信號(hào)反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)做出相應(yīng)的動(dòng)作，泄壓閥上的泄氣閥進(jìn)行預(yù)吹掃，現(xiàn)場指示器顏色發(fā)生變化（綠色/黑色），控制單元發(fā)出報(bào)警/增壓和中間壓力的遠(yuǎn)傳信號(hào)到控制系統(tǒng)。

啟動(dòng)定時(shí)吹掃：泄氣閥的流量將隨著吹掃氣體壓力的增大而增大，同時(shí)流量傳感器啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，此時(shí)表明控制單元正在吹掃中，現(xiàn)場指示器顏色發(fā)生變化（綠色/黃色）。

完成定時(shí)吹掃：當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間后，吹掃完成閥閉合，泄壓閥關(guān)閉，控制單元上的現(xiàn)場指示器顏色發(fā)生變化（綠色/黑色），控制單元發(fā)出電機(jī)聯(lián)鎖遠(yuǎn)傳信號(hào)，允許電機(jī)啟動(dòng)。

泄漏補(bǔ)償模式：通過電機(jī)殼體上所設(shè)的泄漏補(bǔ)償壓力信號(hào)，當(dāng)壓力低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入泄漏補(bǔ)償狀態(tài)，保證電機(jī)內(nèi)腔壓力始終高于外界。

（3）遠(yuǎn)控測(cè)點(diǎn)監(jiān)控。1） 報(bào)警/增壓開關(guān)。接線盒接線端子101-103閉合時(shí)，說明電機(jī)內(nèi)腔壓力大于150 Pa，當(dāng)電機(jī)內(nèi)腔壓力小于150 Pa時(shí)，接線端子101-103斷開，可作為電機(jī)內(nèi)腔壓力過低系統(tǒng)聯(lián)鎖停機(jī)信號(hào)，該狀態(tài)下電機(jī)聯(lián)鎖接線端子107-109同步斷開。2） 中間壓力報(bào)警開關(guān)。接線盒接線端子104-106閉合時(shí)，說明電機(jī)內(nèi)腔壓力大于500 Pa，當(dāng)電機(jī)內(nèi)腔壓力小于500 Pa時(shí)，接線端子104-106斷開，可作為電機(jī)內(nèi)腔壓力偏低報(bào)警信號(hào)。3） 電機(jī)聯(lián)鎖開關(guān)。接線盒接線端子107-109閉合時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)自動(dòng)泄漏補(bǔ)償狀態(tài)，電機(jī)允許啟動(dòng)；接線端子107-109斷開時(shí)，電機(jī)停機(jī)。4） 系統(tǒng)吹掃中開關(guān)（可選項(xiàng)）。接點(diǎn)信號(hào)見圖1遠(yuǎn)控測(cè)點(diǎn)接線示意。

4 影響正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵

由上述結(jié)構(gòu)和換氣過程可知，電機(jī)內(nèi)腔壓力是確保MiniPurge-D758吹掃系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，以下因素也將直接影響整套裝置的工作狀態(tài)：吹掃氣源宜采用清潔干燥無油的空氣或氮?dú)?，同時(shí)，需要保證吹掃氣體壓力穩(wěn)定（0.5-1.6MPa），氣量充足；電機(jī)密封良好，保證泄漏量嚴(yán)格控制在1500Nl/min，否則，需要加裝補(bǔ)氣裝置；設(shè)定合適的吹掃換氣流量孔板；正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)需要一個(gè)合適的工作環(huán)境溫度（-20℃到55℃），超出此范圍，需要采取溫控措施，保證正壓通風(fēng)吹掃效果和功能的實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)束語

介紹一種典型的正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)在增安型防爆電機(jī)上的應(yīng)用，從正壓通風(fēng)系統(tǒng)的必要性、結(jié)構(gòu)組成等方面進(jìn)行分析，總結(jié)了換氣系統(tǒng)工作流程、遠(yuǎn)控測(cè)點(diǎn)監(jiān)控、影響正常工作的關(guān)鍵因素，為實(shí)現(xiàn)增安型防爆電機(jī)正壓通風(fēng)吹掃系統(tǒng)的操作調(diào)試、可靠控制、檢修維護(hù)等應(yīng)用提供借鑒和參考。

作者簡介：賈超（1985-），男，遼寧遼陽人，學(xué)士，工程師，從事壓縮機(jī)儀表和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。