PX型正壓防爆電氣控制柜的設(shè)計與調(diào)試

高作峰

(沈陽華興防爆器材有限公司，遼寧 沈陽 110144)

1 防爆正壓電氣控制柜分類

PX型正壓type px pre ssurizing電氣控制柜:將正壓外殼內(nèi)的危險分類從1區(qū)降至非危險或從1類(煤礦井下危險區(qū)域)降至非危險的正壓保護。

(1)PY型正壓type py pressurizing

將正壓外殼內(nèi)的危險分類從1區(qū)降至2區(qū)的正壓保護。

(2)PZ型正壓type pz pressurizing

將正壓外殼內(nèi)危險分類從2區(qū)降至非危險的正壓保護。

本文涉及PX型防爆正壓電氣控制柜設(shè)計與調(diào)試

2 控制柜的結(jié)構(gòu)要求

PX型防爆正壓電氣控制柜(以下簡稱控制柜)上腔為正壓室(主腔)，正壓室內(nèi)設(shè)置了正壓傳感系統(tǒng)、正壓布氣系統(tǒng)?？刂乒裣路綖榉辣詣涌刂葡到y(tǒng)(副腔)一般為防爆配電箱，設(shè)置了減壓系統(tǒng)、換氣系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、正壓顯示系統(tǒng)。用戶所有的電器元件均設(shè)置在主腔內(nèi)。用戶在施工時必須保護面板元件，以保證其密封性能。

控制柜門、蓋、體均采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼板(2.5厚)彎折成型，整體焊接，對于具有靜態(tài)壓力保護的II類正壓外殼，門和蓋只能用工具才能打開，并且應(yīng)設(shè)置警告標志:

“警告—嚴禁在危險場所內(nèi)打開”。

對于含有需要冷卻時間的熱部件的PX型正壓外殼，不用工具或鑰匙不應(yīng)輕易打開。

主腔與副腔體接合面采用密封焊接后，再用樹脂膠進行再次密封處理，主腔與副腔體進、出線電纜及壓力傳感器壓力管出口，也通過樹脂膠膠封處理。

控制柜上方設(shè)置了供運輸起吊的四個吊環(huán)，供安裝使用，控制柜安裝方式為落地座式電纜下進安裝。便于用戶通過電纜溝或橋架按照相關(guān)國際、行業(yè)標準，結(jié)合本控制柜結(jié)構(gòu)要求進行設(shè)計地槽。

控制柜在副腔下方進氣配置了一套空氣過濾組合元件、手動進氣減壓閥(DN15，連接于過濾組合元件上)兩個進氣電磁閥、排氣配置了一個手動排氣閥(DN15)一個電磁閥，備用戶按管徑配管(配置了相應(yīng)活接頭便于用戶在氣體進口處直接與氣管連接)正壓外殼(主腔)和保護氣體用的管道安裝火花和顆粒擋板(阻火件)，以防止熾熱顆粒吹人危險場所。

根據(jù)電路要求控制柜主腔與副腔外型尺寸可隨之變更。

圖1 PX型正壓型防爆電氣控制柜外形圖

本文控制柜為高1900×寬800×厚650(單位mm)，外形見圖1

3 控制柜的技術(shù)要求

控制柜殼內(nèi)電氣設(shè)備在完成換氣前具有通電的安全裝置。

對于PX型，安全裝置的操作時序應(yīng)如下所示:

(1)控制柜按規(guī)定的時序開始后，應(yīng)監(jiān)測通過正壓外殼的換氣流量和外殼內(nèi)的正壓。

(2)控制柜當達到純凈空氣或保護氣體的最低流量并且正壓是在規(guī)定的范圍內(nèi)時可啟動換氣計時器。

(3)時間達到預設(shè)規(guī)定值后電氣設(shè)備方可以通電。

(4)控制時序中任何步驟出了故障，控制柜電路重新整定到起始階段，即重新進行換氣。

(5)當外殼被打開后或正壓下降低于規(guī)定的最低值時(50Pa)一般定為60Pa，必需要適當調(diào)整換氣的條件，以保持正壓腔內(nèi)為新鮮氣體，壓力控制用數(shù)字顯示表，接線如圖2所示。

(6)換氣時間按最低換氣流量和時間可以依據(jù)5倍外殼容積換氣量確定，控制柜在檢驗站檢驗后確定該換氣時間合適的情況下設(shè)為不變換氣時間值。

(7)在控制柜外殼排氣口處有監(jiān)測換氣流速裝置。對于PX型，應(yīng)監(jiān)測實際流速，例如:可以從排氣口處外殼壓力和規(guī)定的開口推斷。

注:用戶負責確定設(shè)備未經(jīng)檢驗部分的關(guān)聯(lián)管道的自由空間，并且確定在給定的最低流速下的附加換氣時間。

(8)控制柜的防護等級IP4X。

(9)控制柜主腔氣壓低于50Pa，主腔必須立即切斷電源，控制柜必須有可靠接地。

(10)保護氣體的最低流速(例如:如果內(nèi)部設(shè)備產(chǎn)生的溫度高于標志的溫度組別額定值)時，應(yīng)提供一個(或多個)自動安全裝置，以便在排氣口處保護氣體的流速降低到規(guī)定的最低數(shù)值以下時動作。

圖2 壓力數(shù)字表接線圖

控制柜主腔填充氣體為純凈空氣或惰性氣體，本部分中的惰性氣體是指氮、二氧化碳、氫或任何氣體，當它們同氧按4∶1的比例在空氣中形成混合物時，不會引起點燃和形成可燃特性，更嚴重的情況，如爆炸極限。實用過程中以純凈空氣為居多，壓力要求不大于1000Pa，一般使用壓力調(diào)試在100～500Pa(最低不低于50Pa)。通過壓差傳感器將其壓差模擬量信號送至數(shù)字壓力表。

用戶操作控制、指示燈等元件安裝在控制柜前面板，前面板與控制柜體密封焊接在一起，另外加裝一個透明聚酯觀察保護門如圖1所示。

圖3 PX型正壓型防爆電氣控制柜電氣控制原理圖

控制柜副腔為自動控制氣動元件及主箱壓力狀況，安裝防爆配電箱及氣動配件，如空氣過濾器、氣壓表、空氣調(diào)壓閥、手動送氣閥、防爆電磁閥，等元件，防爆配電箱內(nèi)安裝數(shù)字壓力表、閥體電器控制及安全柵等元件?？刂乒耠姎饪刂圃砣鐖D3所示。

圖4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)合表

4 控制柜的調(diào)試

(1)正壓主腔出口接線均在副腔接線箱內(nèi)，無其他變更可不打開主腔后蓋。

(2)打開副腔門送電調(diào)試前應(yīng)檢查自控系統(tǒng)。

(3)調(diào)試時，先把柜體副腔小門打開，將防爆控制箱上的控制電源開關(guān)QF撥至“分”位置，換氣開關(guān)KK撥至“停止”位置后，然后，切斷用戶柜內(nèi)配置的電源開關(guān)，這時可以單獨調(diào)試正壓柜的自控系統(tǒng)情況。

(4)用戶送入電源后，把控制電源開關(guān)QF撥至“運行”位置，電源指示燈HD1亮，表示已向自控系統(tǒng)送電，換氣開始，微壓數(shù)顯表將不顯示數(shù)據(jù)，20min后微壓數(shù)顯表將顯示數(shù)據(jù)，如果不是“零位”是正?，F(xiàn)象。

(5)開關(guān)KK撥至“自動”位置，這時自控系統(tǒng)轉(zhuǎn)入補氣運行，隨時注意保護氣體的流速及流量，見圖4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)合表。

(6)上述操作一步一步進行無誤，表示自控系統(tǒng)調(diào)試正常，可以進入下一步系統(tǒng)調(diào)試。

(7)閉門調(diào)試正壓腔受壓情況。

在確認所有進、出電纜的接線，柜體電磁閥進出氣管連接無誤后，在保證各密封處無泄露并完成進出氣管路配置后，用戶可以進入正壓調(diào)試，操作如下:

第一步:先把自控電源開關(guān)QF撥至“分”位置、再把換氣開關(guān)KK撥至“停止”位置。

第二步:將正壓腔的出氣手動閥旋到最大打開位置。

第三步:將正壓腔的進氣手動閥旋到1/3打開位置，這時正壓柜進行無意識換氣。整柜進入換氣準備。

第四步:進行有意識換氣操作。

將電源開關(guān)QF撥至“合閘”位置，再將換氣開關(guān)KK旋至“換氣”位置，系統(tǒng)即進行換氣，30min換氣完畢后(HD2燈滅)。兩只進氣電磁閥其中一只關(guān)閉，另一只仍然進氣，適當調(diào)小進氣流量，將開關(guān)KK旋至“自動”根據(jù)正壓值的大小，適當調(diào)整進氣減壓閥以及換氣手動出氣閥(關(guān)小出氣閥，開大進氣閥)，使正壓顯示值在150～300Pa之間(注意:不要全關(guān)閉排氣閥，應(yīng)使本柜保持通風狀態(tài)，一定要在關(guān)小前察看壓力表顯示，如壓力顯示過高，應(yīng)立即調(diào)整進氣閥和排氣閥，避免高壓(為了保護，本柜為設(shè)置了一個安全閥，當柜內(nèi)壓力超過1000Pa時，安全閥會自動向外排氣)。如果壓力過高、過低，應(yīng)適當調(diào)節(jié)氣源壓力(調(diào)節(jié)進、出氣口的閥門)。

第五步:關(guān)小進氣手動球閥，關(guān)閉手動排氣球閥，使正壓腔內(nèi)壓力(適當漏氣是允許的使壓力保持在350～450Pa。本柜可進入自動監(jiān)控無須操作。

控制柜設(shè)置了正壓傳感系統(tǒng)、正壓布氣系統(tǒng)、防爆自動控制系統(tǒng)，設(shè)置了減壓系統(tǒng)、換氣系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、正壓顯示系統(tǒng)。在施工時必須保護面板元件，以保證其密封性能。副腔所有系統(tǒng)，已均完成了接線和調(diào)試，不得隨意更改。

5 注意事項

(1)控制柜安裝時嚴禁傾倒，傾斜度不大于5°?？刂乒癜惭b必須可靠接地。

(2)控制柜安裝定位時，嚴禁采用撬、捶等方式進行大位置移動，如不可不免的小位置撬動。必須采用木質(zhì)杠桿，柜體受力部位應(yīng)為底部基礎(chǔ)非密封結(jié)構(gòu)處，嚴禁采用對門、蓋、側(cè)板等易變形部件構(gòu)成有可能損壞的任何形式的安裝方案，否則，有可能導致氣體大量泄漏。

(3)進氣最高壓力可達1MPa。通過三連體減壓閥后進氣壓力及補氣壓力分別控制在500～400Pa及100～450Pa。進氣保護氣體為清潔空氣或者其他惰性氣體(如氮氣)，排氣通過防爆阻火帽直接排放。

(4)嚴禁進氣氣源為爆炸性混合物氣體。

(5)氣源氣壓必須控制在0.4～0.7MPa之間。

(6)控制柜為正壓通風型，允許有不足以影響正壓室內(nèi)最低正壓值(國家標準為50Pa，我公司標準設(shè)定為100Pa)的氣體泄露情況。

(7)調(diào)試完畢后，正壓腔蓋板壓緊時，一定要保證其密封性能。